A Solar Orbiter űrszonda olyan kis repülőgépeket fedez fel, amelyek képesek a napszelet táplálni

Európai Űrügynökség/NASA A Solar Orbiter űrszonda nagyszámú kis anyagsugarat észlelt, amely a Nap külső légköréből szökött ki. Minden sugár 20 és 100 másodperc között tart, és kialszik vérplazma körülbelül 100 km/s (60 mph) vagy 360 000 km/h (220 000 mph) sebességgel. Ezek a fúvókák a napszél régóta várt forrásai lehetnek.

A napszél megértése

A napszél plazmaként ismert töltött részecskékből áll, amelyek folyamatosan szöknek ki a nap elől. A bolygóközi téren keresztül terjed kifelé, és bármibe beleütközik, ami az útjába kerül. Amikor a napszél a Föld mágneses mezejével ütközik, aurora borealis keletkezik.

Noha a napszél a Nap alapvető jellemzője, annak megértése, hogyan és hol keletkezik a Nap közelében, megfoghatatlannak bizonyult, és évtizedek óta a kutatások egyik fő középpontjában áll. Most, kiváló műszereivel a Solar Orbiter fontos lépést tett előre.

Ez a képek mozaikja a nap külső légköréből kiszökő apró anyagsugár sokaságát mutatja. A képek az ESA/NASA Solar Orbiter űrszondáról származnak. Sötét csíkokként jelennek meg a Nap felszínén ezen a mozaikon. A képek „negatívak”, ami azt jelenti, hogy bár a sugarak sötétként jelennek meg, fényes villanások a Nap felszínén. Kép jóváírása: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team; Köszönetnyilvánítás: Lakshmi Pradeep Cheetah, Max Planck Naprendszerkutató Intézet, CC BY-SA 3.0 IGO

A napfelszín nagy felbontású képalkotása

Az adatok a Solar Orbiter Extreme Ultraviolet Imager Instrument (EUI) készülékéből származnak. Az EUI által 2022. március 30-án készített képek a Nap déli sarkáról halvány, rövid életű jellemzőket mutatnak be, amelyek a Nap légköréből kiszoruló kis plazmasugarakhoz kapcsolódnak.

„Csak az EUI által készített példátlanul nagy felbontású, nagyfrekvenciás képek miatt tudtuk észlelni ezeket az apró sugarakat” – mondja Lakshmi Pradeep Chitta, a Max Planck Naprendszer-kutató Intézet (Németország) és az ezt leíró tanulmány vezető szerzője. munka. . A képek különösen az EUI nagyfelbontású képalkotójának extrém ultraibolya csatornájában készültek, amely a napplazmát milliomod nagyságrendben, 17,4 nanométeres hullámhosszon figyeli.

Különösen érdekes az a tény, hogy az elemzés azt mutatja, hogy ezeket a jellemzőket a plazma naplégkörből való kilökődése okozza.

Ez a film az ESA/NASA Solar Orbiter űrszonda által 2022. március 30-án, 04:30 és 04:55 között végzett megfigyelések alapján készült. UTCKorábban tavaly jelent meg. Koronális lyukat mutat a Nap déli sarka közelében. A későbbi elemzések feltárták, hogy a megfigyelés során sok kisrepülőgépet indítottak útnak. Kis fényvillanásokként jelennek meg a képen. Mindegyik töltött részecskéket, úgynevezett plazmákat lövell ki az űrbe. A kör a Föld térfogatához viszonyított méretét jelzi. Kép jóváírása: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team; Köszönetnyilvánítás: Lakshmi Pradeep Cheetah, Max Planck Naprendszer-kutató Intézet

Mágneses szerkezetek és a napszél

A kutatók évtizedek óta tudják, hogy a napszél nagy része mágneses struktúrákhoz, úgynevezett koronalyukakhoz kapcsolódik, olyan területekhez, ahol a nap mágneses tere nem tér vissza a napba. Ehelyett a mágneses mező mélyen benyúlik a Naprendszerbe.

A plazma „nyitott” mágneses erővonalak mentén áramolhat, kifelé haladva a Naprendszerbe, létrehozva a napszelet. De a kérdés az volt: hogyan lőtték ki a plazmát?

A hagyományos feltevés az volt, hogy mivel a korona forró, természetesen kitágul, és egy része a mezővonalak mentén távozik. Ám ezek az új eredmények egy koronalyukat vizsgálnak, amely a Nap déli pólusán helyezkedett el, és az észlelt egyes fúvókák megkérdőjelezik azt a feltételezést, hogy a napszél csak folyamatos, egyenletes áramlásban keletkezik.

„Az egyik megállapítás itt az, hogy ez az áramlás nem túl egyenletes, és a fúvókák mindenütt jelenléte arra utal, hogy a koronális lyukakból származó napszél nagyon szórványos áramlásként eredhet” – mondja Andre Zhukov, Belgium Királyi Obszervatóriuma. , a Solar Orbiter monitorozási kampányt vezető munkatársa.

Az Európai Űrügynökség Solar Orbiter küldetése a Merkúr pályájának legközelebbi pontján találkozik majd a Nappal. Forrás: ESA/ATG medialab

Repülőgép energiaelemzés

Az egyes síkokhoz kapcsolódó energia kicsi. A koronális jelenségek felső végén a X osztályú napkitörések, az alsó végén pedig az úgynevezett nanokitörések találhatók. Az X-fáklyában milliárdszor több energia van, mint a nanofáklyában. A Solar Orbiter által észlelt kis fúvókák ennél kevésbé energikusak, körülbelül ezerszer kevesebb energiát bocsátanak ki, mint egy nanofáklya, és ennek az energiának a nagy részét a kilökődő plazmába irányítják.

Mindenütt jelenlétük, amit az új megfigyelések jeleznek, azt jelzi, hogy a napszélben látott anyagok nagy részét kiszorítják. Lehetséges, hogy lesznek kisebb, gyakoribb események, amelyek többet tesznek.

„Úgy gondolom, hogy ez egy fontos lépés ahhoz, hogy megtaláljunk valamit a lemezen, ami határozottan hozzájárul a napszélhez” – mondja David Bergmans, a Belga Királyi Obszervatórium és az EUI vezető kutatója.

Jövőbeli megfigyelések és tágabb vonatkozások

Jelenleg a Solar Orbiter még mindig az Egyenlítő közelében kering a Nap körül. Tehát ezekben a megfigyelésekben az EUI a Déli-sarkon túlnyúló szögben néz.

„Nehéz mérni ezeknek a kis fúvókáknak bizonyos tulajdonságait szélről nézve, de néhány év múlva más szemszögből fogjuk látni őket, mint bármely más távcsövet vagy obszervatóriumot, így ez mindkettőnknek sokat segít. ” mondja. Daniel Müller, az ESA Solar Orbiter projekt tudósa.

Ez azért van így, mert ahogy a küldetés folytatódik, úgy fog haladni az űrhajó is Pályája fokozatosan megdől a sarki régiók felé. Eközben a Nap tevékenysége végighalad a napcikluson, és különböző szélességi fokokon koronárialyukak jelennek meg, ami egyedülálló új perspektívát kínál.

Minden résztvevő izgatott lesz, hogy milyen új ismeretekre tehet szert, mivel ez a munka messze túlmutat Naprendszerünkön.

A Nap az egyetlen csillag, amelynek légkörét ilyen részletesen megfigyelhetjük, de valószínű, hogy ugyanez a folyamat más csillagoknál is megtörténik. Ez a megfigyeléseket egy alapvető asztrofizikai folyamat felfedezésévé változtatja.

Hivatkozás: „Picoflare Jets Powering the Solar Wind Emerging from a Coronal Hole on the Sun”, 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, 2023. augusztus 24., elérhető itt. Tudományok.
doi: 10.1126/science.ade5801

A Solar Orbiter az Európai Űrügynökség és a NASA közötti nemzetközi együttműködés űrmissziója, amelyet az Európai Űrügynökség üzemeltet.