Зворотне перемикання Сонця — це раптові та значні відхилення магнітного поля сонячного вітру. Механізм формування переключень і джерела досі не з'ясовані. Тепер космічний корабель ESA/NASA Solar Orbiter знайшов переконливі підказки щодо походження цих магнітних перемикань.
Solar Orbiter здійснив перше в історії спостереження за дистанційним зондуванням, що відповідає сонячному перемиканню, забезпечивши повний огляд структури, підтверджуючи, що вона має S-подібний характер, як і передбачалося. Крім того, глобальний погляд, запропонований даними Solar Orbiter, свідчить про те, що вони швидко змінюються магнітні поля можуть мати своє походження близьке до Sun.
Незважаючи на те, що численні космічні апарати проходили через ці таємничі регіони в минулому, дані на місці дозволяють вимірювати лише в певний момент і час. Як наслідок, структуру та форму зворотного перемикача слід вивести з вимірювань властивостей плазми та магнітного поля, записаних в одному місці.
Було виявлено, що сонячні перемикання відбуваються часто після запуску Сонячний зонд Паркер НАСА у 2018 році. Це переконливо свідчить про те, що швидкі інверсії магнітного поля відбуваються більш регулярно поблизу Сонця, і підвищує ймовірність того, що кінки магнітного поля викликають їх у формі S.
Перемикання — це назва, дана цьому явищу через його незрозумілу поведінку. Щодо того, як вони можуть утворитися, було висунуто кілька теорій.
Авторство прав: ESA & NASA/Solar Orbiter/Metis Teams; D. Telloni та ін. (2022)
25 березня 2022 року Solar Orbiter був лише за день від близького проходження Сонця, що призвело до того, що він перебуватиме в межах орбіти планети. Меркурій – і його прилад Metis збирав дані. Метис блокує яскраві відблиски світла від поверхні Сонця та робить знімки корони.
Приблизно о 20:39 за UT Метис зробив зображення сонячної корони, на якому видно спотворений S-подібний згин у корональній плазмі. За словами Даніеле Теллоні, Національного інституту астрофізики – Астрофізична обсерваторія Туріна, Італія, це має бути сонячне перемикання.
Пізніше зображення було порівняно зі знімком, зробленим інструментом Extreme Ultraviolet Imager (EUI) Solar Orbiter. Було виявлено, що перемикання-кандидат відбувалося над активною областю, занесеною в каталог як AR 12972. Подальший аналіз показав, що швидкість плазми над цією областю була дуже низькою, як і очікувалося від активної області, яка ще не вивільнила свої збережені енергії.
Даніель визнав, що це схоже на механізм зворотного генерування, представлений професором Гері Занком з Університету Алабами в Хантсвіллі, США. Теорія досліджувала взаємодію між різними магнітними областями поблизу Поверхня Сонця.
Даніель і Гері довели, що зворотні перемикання відбуваються, коли існує взаємодія між областю відкритих силових ліній і областю закритих ліній поля. Коли лінії поля скупчуються, вони можуть повторно з’єднатися у більш стабільні конфігурації. Скоріше, як тріскання батогом, це вивільняє енергію та створює S-подібне збурення, що поширюється в космос, яке космічний корабель, що пролітає повз, зафіксує як перемикання назад.
Гері Занк сказав, «Перше зображення Метіса, яке показав Даніеле, майже одразу підказало мені карикатури, які ми намалювали, розробляючи математичну модель для перемикання. Звичайно, перше зображення було лише знімком, і нам довелося стримувати свій ентузіазм, доки ми не використали чудове покриття Metis, щоб отримати тимчасову інформацію та провести більш детальний спектральний аналіз самих зображень. Результати виявилися вражаючими!»
Також вчені побудували комп'ютерну модель поведінки. Вони виявили, що їхні результати були разюче схожі на зображення Метіди, особливо після того, як вони включили розрахунки того, як структура подовжуватиметься під час її поширення назовні через сонячна корона.
Даніель сказав, «Я б сказав, що це перше зображення магнітного перемикання в сонячній короні розкрило таємницю їх походження».
«Наступним кроком буде спроба статистично пов’язати спостережувані на місці перемикання з регіонами їх джерел на Сонці. Іншими словами, щоб космічний корабель пролетів через інверсію магнітного поля і міг побачити, що відбувається на поверхні Сонця. Це саме той вид науки про зв’язки, для якого був розроблений Solar Orbiter, але це не обов’язково означає, що Solar Orbiter повинен летіти через зворотне перемикання. Це може бути інший космічний корабель, наприклад Parker Solar Probe. Поки дані на місці та дані дистанційного зондування збігаються, Даніель може виконувати кореляцію».
Даніель Мюллер, науковий співробітник ESA проекту Solar Orbiter, сказав, «Це саме той результат, на який ми сподівалися з Solar Orbiter. З кожною орбітою ми отримуємо більше даних із нашого набору з десяти інструментів. Базуючись на таких результатах, ми точно налаштуємо спостереження, заплановані для наступної зустрічі Solar Orbiter із Сонцем, щоб зрозуміти, як Сонце з’єднується з ширшим магнітним середовищем Сонячна система. Це був перший близький проліт Solar Orbiter до Сонця, тому ми очікуємо, що буде ще багато захоплюючих результатів».
Довідка з журналу:
- Даніеле Теллоні, Гері П. Занк та ін. Спостереження зворотного магнітного перемикання в сонячній короні. Листи астрофізичних журналів 936 L25. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8104
