Солнечное переключение — это внезапные и большие отклонения магнитного поля солнечного ветра. Механизм и источники образования переключений до сих пор не решены. Теперь космический аппарат ESA/NASA Solar Orbiter нашел убедительные подсказки относительно происхождения этих магнитных переключений.
Solar Orbiter провел первое в истории наблюдение дистанционного зондирования, согласующееся с солнечным переключением, предоставив полное представление о структуре, подтвердив, что она имеет S-образный характер, как и предсказывалось. Кроме того, глобальное представление, предлагаемое данными с Solar Orbiter, предполагает, что эти быстро меняющиеся магнитные поля могут иметь свое происхождение близко к Вс.
Несмотря на то, что в прошлом через эти загадочные регионы проходило множество космических аппаратов, данные на месте позволяют проводить измерения только в определенный момент и в определенное время. В результате структура и форма переключателя должны быть выведены из измерений свойств плазмы и магнитного поля, зарегистрированных в одном месте.
Было обнаружено, что солнечные переключения часто происходят после запуска Солнечный зонд НАСА Parker в 2018 году. Это убедительно свидетельствует о том, что быстрые инверсии магнитного поля происходят более регулярно вблизи Солнца, и повышает вероятность того, что перегибы магнитного поля вызывают их в форме буквы S.
Обратные переключения — это название, данное этому явлению из-за его загадочного поведения. Относительно того, как они могут образоваться, было выдвинуто несколько теорий.
Авторы и права: ESA & NASA/Solar Orbiter/Metis Teams; Д. Теллони и др. (2022)
25 марта 2022 года Solar Orbiter находился всего в дне от близкого прохождения Солнца, что привело его на орбиту планеты. ртутный – и его прибор «Метис» собирал данные. Метис блокирует яркие блики света с поверхности Солнца и делает снимки короны.
Примерно в 20:39 по всемирному времени Метис сделал снимок солнечной короны, на котором был виден искаженный S-образный излом в корональной плазме. По словам Даниэле Теллони из Национального института астрофизики — астрофизической обсерватории Турина, Италия, — это должно быть солнечное переключение.
Позже это изображение сравнили с изображением, полученным прибором Extreme Ultraviolet Imager (EUI) Solar Orbiter. Было обнаружено, что возможное обратное переключение происходило над активной областью, занесенной в каталог как AR 12972. Дальнейший анализ показал, что скорость плазмы над этой областью была очень низкой, как и следовало ожидать от активной области, которая еще не выпустила свои запасы. энергия.
Даниэле признал, что это напоминает механизм генерации обратного переключения, представленный профессором Гэри Занк из Университета Алабамы в Хантсвилле, США. Теория рассматривала взаимодействия между различными магнитными областями вблизи Поверхность Солнца.
Даниэль и Гэри доказали, что переключения происходят, когда есть взаимодействие между областью открытых силовых линий и областью замкнутых силовых линий. По мере того, как силовые линии собираются вместе, они могут снова соединяться в более стабильные конфигурации. Подобно взмаху хлыста, это высвобождает энергию и создает S-образное возмущение, уходящее в космос, которое проходящий мимо космический корабль зафиксировал бы как обратное движение.
Гэри Занк сказал: «Первое изображение с Метиды, которое показал Даниэле, почти сразу же напомнило мне карикатуры, которые мы нарисовали при разработке математической модели обратного хода. Конечно, первое изображение было просто снимком, и нам пришлось умерить свой энтузиазм, пока мы не использовали превосходное покрытие Metis для извлечения временной информации и проведения более подробного спектрального анализа самих изображений. Результаты оказались впечатляющими!»
Ученые также построили компьютерную модель поведения. Они обнаружили, что их результаты имеют поразительное сходство с изображением Метиды, особенно после того, как они включили расчеты того, как структура будет удлиняться во время ее распространения наружу через солнечная корона.
Даниэле сказал, «Я бы сказал, что это первое изображение магнитного переключения в солнечной короне раскрыло тайну их происхождения».
«Следующий шаг — попытаться статистически связать наблюдаемые на месте переключения с их исходными областями на Солнце. Другими словами, чтобы космический корабль пролетал через переполюсовку магнитного поля и мог видеть, что происходит на поверхности Солнца. Это именно та наука о связях, для которой был разработан Solar Orbiter, но это не обязательно означает, что Solar Orbiter должен пролететь через обратное переключение. Это может быть другой космический корабль, такой как Parker Solar Probe. Пока данные на месте и данные дистанционного зондирования совпадают, Даниэле может выполнить корреляцию».
Даниэль Мюллер, научный сотрудник проекта Solar Orbiter ЕКА, — сказал, «Это именно тот результат, на который мы надеялись с Solar Orbiter. Мы получаем больше данных от нашего набора из десяти инструментов с каждой орбитой. Основываясь на результатах, подобных этому, мы точно настроим наблюдения, запланированные для следующего сближения Солнечного орбитального аппарата с Солнцем, чтобы понять, как Солнце соединяется с более широкой магнитной средой Земли. Солнечная система. Это был самый первый близкий проход Solar Orbiter к Солнцу, поэтому мы ожидаем еще много захватывающих результатов».
Справочник журнала:
- Даниэле Теллони, Гэри П. Занк и др. Наблюдение магнитного переключения в солнечной короне. Астрофизические Журнальные Письма 936 л25. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8104
