Sự đảo ngược năng lượng mặt trời là sự lệch hướng đột ngột và lớn của từ trường của gió mặt trời. Cơ chế và nguồn hình thành của chuyển đổi vẫn chưa được giải quyết. Giờ đây, tàu vũ trụ ESA/NASA Solar Orbiter đã tìm thấy manh mối thuyết phục về nguồn gốc của những chuyển đổi từ trường này.
Solar Orbiter đã lần đầu tiên thực hiện quan sát viễn thám phù hợp với quá trình chuyển đổi năng lượng mặt trời, cung cấp cái nhìn đầy đủ về cấu trúc, xác nhận nó có đặc điểm hình chữ S, như đã dự đoán. Ngoài ra, chế độ xem toàn cầu được cung cấp bởi dữ liệu từ Tàu quỹ đạo Mặt trời cho thấy rằng những thay đổi nhanh chóng này từ trường có thể có nguồn gốc gần với mặt trời.
Mặc dù thực tế là nhiều tàu vũ trụ đã đi qua những khu vực bí ẩn này trong quá khứ, dữ liệu tại chỗ chỉ cho phép đo lường tại một thời điểm và thời điểm cụ thể. Do đó, cấu trúc và hình dạng của chuyển đổi ngược phải được suy ra từ các phép đo plasma và các đặc tính từ trường được ghi lại tại một vị trí.
Các chuyển đổi năng lượng mặt trời đã được tìm thấy xảy ra thường xuyên sau khi ra mắt Tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA vào năm 2018. Điều này gợi ý mạnh mẽ rằng sự đảo ngược từ trường nhanh xảy ra thường xuyên hơn ở gần Mặt trời và làm tăng khả năng các đường xoắn từ trường mang lại cho chúng hình dạng chữ S.
Chuyển đổi là tên được đặt cho hiện tượng do hành vi khó hiểu của nó. Về cách những thứ này có thể hình thành, một số giả thuyết đã được đưa ra.
Tín dụng: ESA & NASA/Các nhóm tàu quỹ đạo năng lượng mặt trời/Metis; D. Telloni và cộng sự. (2022)
Vào ngày 25 tháng 2022 năm XNUMX, Tàu quỹ đạo Mặt trời chỉ cách Mặt trời một ngày đi qua – đưa nó vào quỹ đạo của hành tinh thủy ngân – và thiết bị Metis của nó đang lấy dữ liệu. Metis chặn ánh sáng chói lóa từ bề mặt Mặt trời và chụp ảnh nhật hoa.
Vào khoảng 20:39 UT, Metis đã chụp được một hình ảnh của vành nhật hoa cho thấy một đường gấp khúc hình chữ S bị biến dạng trong plasma vành. Theo Daniele Telloni, Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia – Đài quan sát Vật lý Thiên văn Torino, Ý – đó phải là một sự chuyển đổi năng lượng mặt trời.
Hình ảnh này sau đó được so sánh với hình ảnh được chụp bởi thiết bị Extreme Ultraviolet Imager (EUI) của Solar Orbiter. Người ta phát hiện ra rằng quá trình chuyển ngược ứng cử viên đang diễn ra phía trên một vùng hoạt động được xếp vào danh mục AR 12972. Phân tích sâu hơn đã chứng minh rằng tốc độ của plasma phía trên vùng này là rất chậm, giống như mong đợi từ một vùng hoạt động vẫn chưa giải phóng năng lượng dự trữ của nó. năng lượng.
Daniele nhận ra điều này giống như cơ chế tạo ra chuyển đổi do Giáo sư Gary Zank của Đại học Alabama ở Huntsville, Hoa Kỳ trình bày. Lý thuyết đã kiểm tra sự tương tác giữa các khu vực từ tính khác nhau gần Bề mặt của mặt trời.
Daniele và Gary đã chứng minh rằng sự đảo chiều xảy ra khi có sự tương tác giữa một vùng có các đường trường mở và một vùng có các đường trường đóng. Khi các dòng trường tập trung lại với nhau, chúng có thể kết nối lại thành các cấu hình ổn định hơn. Thay vì bẻ roi, điều này giải phóng năng lượng và tạo ra một nhiễu loạn hình chữ S truyền vào không gian, mà một tàu vũ trụ đi ngang qua sẽ ghi lại dưới dạng chuyển đổi.
Gary Zank nói, “Hình ảnh đầu tiên từ Metis mà Daniele cho xem đã gợi cho tôi gần như ngay lập tức những bức tranh biếm họa mà chúng tôi đã vẽ ra khi phát triển mô hình toán học cho sự đảo chiều. Tất nhiên, hình ảnh đầu tiên chỉ là một bức ảnh chụp nhanh và chúng tôi phải tiết chế sự nhiệt tình của mình cho đến khi chúng tôi sử dụng phạm vi phủ sóng tuyệt vời của Metis để trích xuất thông tin tạm thời và thực hiện phân tích quang phổ chi tiết hơn của chính các hình ảnh đó. Kết quả đã được chứng minh là ngoạn mục!
Các nhà khoa học cũng xây dựng một mô hình máy tính về hành vi. Họ phát hiện ra rằng kết quả của họ có sự tương đồng đáng kinh ngạc với hình ảnh Metis, đặc biệt là sau khi họ bao gồm các tính toán về cách cấu trúc sẽ kéo dài trong quá trình lan truyền ra bên ngoài thông qua hào quang mặt trời.
Daniele nói, “Tôi muốn nói rằng hình ảnh đầu tiên về sự đảo ngược từ tính trong vành nhật hoa đã tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của chúng.”
“Bước tiếp theo là cố gắng liên kết thống kê các chuyển đổi được quan sát tại chỗ với các vùng nguồn của chúng trên Mặt trời. Nói cách khác, để có một con tàu vũ trụ bay qua sự đảo ngược từ tính và có thể nhìn thấy những gì đã xảy ra trên bề mặt mặt trời. Đây chính xác là loại khoa học liên kết mà Solar Orbiter được thiết kế để thực hiện, nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là Solar Orbiter cần phải bay qua chuyển đổi. Nó có thể là một tàu vũ trụ khác, chẳng hạn như Parker Solar Probe. Miễn là dữ liệu tại chỗ và dữ liệu viễn thám đồng thời, Daniele có thể thực hiện tương quan.”
Daniel Müller, Nhà khoa học Dự án ESA về Tàu quỹ đạo Mặt trời, nói, “Đây chính xác là loại kết quả mà chúng tôi mong đợi với Solar Orbiter. Chúng tôi thu được nhiều dữ liệu hơn từ bộ mười công cụ của chúng tôi với mọi quỹ đạo. Dựa trên các kết quả như thế này, chúng tôi sẽ điều chỉnh các quan sát được lên kế hoạch cho lần chạm trán tiếp theo với Mặt trời của Tàu quỹ đạo Mặt trời để hiểu cách Mặt trời kết nối với môi trường từ tính rộng lớn hơn của Mặt trời. Hệ mặt trời. Đây là lần đầu tiên Tàu quỹ đạo Mặt trời đi qua gần Mặt trời, vì vậy chúng tôi mong đợi nhiều kết quả thú vị hơn nữa sẽ đến.”
Tạp chí tham khảo:
- Daniele Telloni, Gary P. Zank và cộng sự. Quan sát sự chuyển đổi từ tính trong Vành nhật hoa Mặt trời. Tạp chí Vật lý Thiên văn 936 L25. DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac8104
