Sonda Solar Orbiter objevuje malá letadla, která mohou pohánět sluneční vítr

Evropská kosmická agentura/NASA Sonda Solar Orbiter detekovala velké množství malých výtrysků materiálu unikajícího z vnější atmosféry Slunce. Každý proud trvá 20 až 100 sekund a vypne se plazma při rychlosti asi 100 km/s (60 mph) nebo 360 000 km/h (220 000 mph). Tyto výtrysky by mohly být dlouho očekávaným zdrojem slunečního větru.

Pochopení slunečního větru

Sluneční vítr je tvořen nabitými částicemi známými jako plazma, které ze Slunce neustále unikají. Šíří se meziplanetárním prostorem a naráží do všeho, co mu stojí v cestě. Když se sluneční vítr srazí s magnetickým polem Země, vytvoří polární záři.

Ačkoli je sluneční vítr základním rysem Slunce, pochopení toho, jak a kde se v blízkosti Slunce generuje, se ukázalo jako nepolapitelné a bylo po desetiletí hlavním předmětem studia. Nyní nás Solar Orbiter se svým špičkovým vybavením posunul o důležitý krok vpřed.

Tato mozaika snímků ukazuje množství drobných výtrysků materiálu unikajícího z vnější atmosféry Slunce. Snímky pocházejí ze sondy ESA/NASA Solar Orbiter. V této mozaice se jeví jako tmavé pruhy po povrchu Slunce. Obrázky jsou „negativní“, což znamená, že ačkoli jsou výtrysky zobrazeny jako tmavé, jsou to jasné záblesky na povrchu Slunce. Obrazový kredit: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team; Poděkování: Lakshmi Pradeep Cheetah, Institut Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy, CC BY-SA 3.0 IGO

Zobrazení slunečního povrchu ve vysokém rozlišení

Data pocházejí z Extreme Ultraviolet Imager Instrument (EUI) společnosti Solar Orbiter. Snímky jižního pólu Slunce, pořízené EUI 30. března 2022, odhalují řadu slabých, krátkodobých útvarů spojených s malými výtrysky plazmy vypuzovanými ze sluneční atmosféry.

„Byli jsme schopni detekovat tyto malé výtrysky pouze díky bezprecedentním vysokofrekvenčním snímkům s vysokým rozlišením, které vytváří EUI,“ říká Lakshmi Pradeep Chitta, Institut Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy, Německo a hlavní autor článku, který to popisuje. práce. . Snímky byly pořízeny zejména v extrémním ultrafialovém kanálu snímače EUI s vysokým rozlišením, který pozoruje sluneční plazmu v milionté magnitudě při vlnové délce 17,4 nanometrů.

Zvláště zajímavá je skutečnost, že analýza ukazuje, že tyto vlastnosti jsou způsobeny vyvržením plazmatu ze sluneční atmosféry.

Tento film byl vytvořen na základě pozorování pořízených sondou ESA/NASA Solar Orbiter 30. března 2022 mezi 04:30 a 04:55. UTCTa byla vydána již loni. Ukazuje koronální díru poblíž jižního pólu Slunce. Následná analýza odhalila, že během pozorování bylo vypuštěno mnoho malých letadel. Objevují se jako malé záblesky světla svítící přes obraz. Každý z nich vyvrhuje nabité částice, známé jako plazma, do vesmíru. Kruh označuje velikost Země ve vztahu k objemu. Obrazový kredit: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team; Poděkování: Lakshmi Pradeep Cheetah, Institut Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy

Magnetické struktury a sluneční vítr

Vědci po desetiletí věděli, že velká část slunečního větru je spojena s magnetickými strukturami zvanými koronální díry, tedy s oblastmi, kde se magnetické pole Slunce nevrací ke Slunci. Místo toho magnetické pole zasahuje hluboko do sluneční soustavy.

Plazma může proudit podél „otevřených“ magnetických siločar, směřovat do sluneční soustavy a vytvářet sluneční vítr. Otázka však zněla: Jak byla plazma vypálena?

Tradiční předpoklad byl, že protože je koróna horká, bude se přirozeně roztahovat a část z ní unikne podél siločar. Tato nová zjištění se však zaměřují na koronální díru, která se nacházela na jižním pólu Slunce, a jednotlivé detekované výtrysky zpochybňují předpoklad, že sluneční vítr vzniká pouze v nepřetržitém, stálém proudění.

„Jedním zjištěním je, že toto proudění není příliš rovnoměrné a všudypřítomnost výtrysků naznačuje, že sluneční vítr z koronálních děr může pocházet jako velmi sporadické proudění,“ říká Andre Žukov, Královská observatoř Belgie. , spolupracovník na díle, který vedl monitorovací kampaň Solar Orbiter.

Mise Solar Orbiter Evropské kosmické agentury se setká se Sluncem z orbity Merkuru v jeho nejbližším bodě. Zdroj: ESA/ATG medialab

Energetická analýza letadla

Energie spojená s každou jednotlivou rovinou je malá. Na horním konci koronálních jevů jsou sluneční erupce třídy X a na spodním konci jsou takzvané nanoerupce. V erupci X je miliardkrát více energie než v nanovzplanutí. Drobné výtrysky detekované sondou Solar Orbiter jsou méně energetické než tyto, vyzařují asi tisíckrát méně energie než nanoflare a většinu této energie směřují do vypuzující plazmy.

Jejich všudypřítomnost, kterou nová pozorování naznačují, naznačuje, že vypuzují velkou část materiálu, který vidíme ve slunečním větru. Je možné, že se budou konat menší, častější akce, které toho udělají více.

„Myslím, že je to důležitý krok k nalezení něčeho na disku, co rozhodně přispívá ke slunečnímu větru,“ říká David Bergmans, Královská observatoř Belgie a hlavní řešitel EUI.

Budoucí pozorování a širší důsledky

V současné době Solar Orbiter stále obíhá kolem Slunce poblíž rovníku. Takže v těchto pozorováních se EUI dívá přes jižní pól pod úhlem pastvy.

„Je těžké změřit některé vlastnosti těchto malých výtrysků při pohledu z okraje, ale za pár let je uvidíme z jiné perspektivy než jakékoli jiné dalekohledy nebo observatoře, takže by nám to oběma mělo hodně pomoci.“ “ on říká. Daniel Müller, projektový vědec ESA pro Solar Orbiter.

Je to proto, že jak bude pokračovat mise, bude pokračovat i vesmírná loď Jeho oběžná dráha se postupně naklání směrem k polárním oblastem. Mezitím bude aktivita na Slunci postupovat slunečním cyklem a v různých zeměpisných šířkách se začnou objevovat koronální díry, které poskytují jedinečnou novou perspektivu.

Všichni účastníci budou nadšeni, až uvidí, jaké nové poznatky mohou získat, protože tato práce sahá daleko za naši sluneční soustavu.

Slunce je jediná hvězda, jejíž atmosféru můžeme pozorovat tak podrobně, ale je pravděpodobné, že stejný proces probíhá i u jiných hvězd. To mění tato pozorování v objev základního astrofyzikálního procesu.

Reference: „Picoflare Jets Powering the Solar Wind Emerging from a Coronal Hole on the Sun“ od LP Chitta, AN Zhukov, D. Berghmans, H. Peter, S. Parenti, S. Mandal, R. Aznar Cuadrado, U. Schühle, L. Triaka, F. Osher, K. Barzynski, E.; Bushlin, L.; Hara, E. Kreikamp, ​​​​DM, Long, L. Rodriguez, C. Schwanitz, BJ Smith, C. Verbeek, DB Seton, 24. srpna 2023, k dispozici zde. vědy.
doi: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter je vesmírná mise mezinárodní spolupráce mezi Evropskou kosmickou agenturou a NASA a je provozována Evropskou kosmickou agenturou.