O echipă de oameni de știință chineză-germană a identificat structurile magnetice din corona solară de unde își are originea vântul solar rapid. Folosind imagini și hărți Doppler din spectrometrul de radiații emise (SUMER) al radiațiilor emise (SUMER) și magnetogramele livrate de Michelson Doppler Imager (MDI) pe Observatorul Solar și Heliospheric (SOHO) din spațiul ESA și NASA, au observat curgerea vântului solar din câmpurile magnetice în formă de pâlnie care sunt ancorate pe benzile rețelei magnetice de lângă suprafața Soarelui. Aceste observații sunt prezentate în numărul 22 aprilie al revistei Science. Cercetarea conduce la o mai bună înțelegere a naturii magnetice a surselor vântului solar, a unui flux de plasmă caldă și caldă (gaz conducător electric) care afectează mediul spațial al Pământului.
Vântul solar este format din protoni, particule alfa (heliu ionizat de două ori), ioni grei și electroni care curg de pe suprafața Soarelui cu viteze cuprinse între 300 și 800 km / s. Ionii grei din regiunile sursei coronare emit radiații la anumite lungimi de undă ultraviolete. Când curg spre Pământ, așa cum se întâmplă la urmărirea vântului solar apărut, lungimile de undă ale emisiilor ultraviolete devin mai scurte, un fenomen numit efect Doppler, care este bine cunoscut în varianta acustică, de exemplu, din schimbarea tonului cornul unei mașini de poliție în timp ce se apropia sau se retrăgea de la ascultător. În cazul solar, mișcarea plasmei spre noi, ceea ce înseamnă depărtarea de suprafața solară, este detectată ca o schimbare albastră în spectrul ultraviolete și, astfel, poate fi utilizată pentru a identifica începutul fluxului de vânt solar.
Un spectru ultraviolete SUMER este similar cu ceea ce se vede atunci când o prismă separă lumina albă într-un curcubeu de culori distincte. Radiația ultravioletă este totuși invizibilă pentru ochiul uman și nu poate pătrunde în atmosfera Pământului. Analizând emisiile ultraviolete obținute de SUMER pe SOHO-ul observatorului spațial din spațiu, fizicienii solari pot afla multe despre Soare și pot deduce temperatura gazului, compoziția chimică și mișcarea în diferitele straturi atmosferice.
„Structura magnetică fină a regiunii sursă a vântului solar a rămas evazivă”, a declarat primul autor prof. Chuanyi Tu, de la Departamentul de Geofizică al Universității Peking din Beijing, China. „De mai mulți ani, fizicienii solari și spațiali au observat fluxuri solare rapide de vânt provenind din regiuni coronale, cu linii de câmp magnetic deschise și intensitate redusă a luminii, așa-numitele găuri coronale. Cu toate acestea, doar combinând observații complexe din SOHO într-un mod inedit, am putut deduce proprietățile surselor din găurile coronale. Vântul rapid solar pare să provoace din pâlnii coronale cu o viteză de aproximativ 10 km / s la o înălțime de 20.000 de kilometri deasupra fotosferei ”.
„Vântul rapid solar începe să curgă din vârful pâlniei în găurile coronale cu o viteză de curgere de aproximativ 10 km / s”, afirmă prof. Tu. „Această ieșire este văzută ca petice mari în deplasarea albastră Doppler (zone eclozionate din figura de mai sus) a unei linii spectrale emise de ioni Ne + 7 la o temperatură de 600.000 Kelvin, care poate fi folosită ca un bun detector pentru fluxul de plasmă caldă . Printr-o comparație cu câmpul magnetic, extrapolat din fotosferă cu ajutorul datelor magnetice MDI, am constatat că modelul de schimbare albastră a acestei linii se corelează cel mai bine cu structurile de câmp deschis la 20.000 km. ”
Spectrometrul SUMER a examinat sursele vântului solar observând radiații ultraviolete provenite dintr-o zonă mare a regiunii polare nordice a Soarelui. „Identificarea clară a structurii magnetice detaliate a sursei, acum fiind dezvăluită ca pâlnii coronale și determinarea înălțimii de degajare și a vitezei inițiale a vântului solar sunt pași importanți în rezolvarea problemelor de alimentare cu masă și accelerație de bază. Acum ne putem concentra atenția asupra studierii condițiilor plasmatice suplimentare și a proceselor fizice care se petrec în pâlnii coronale în expansiune și în gâturile lor înguste ancorate în rețeaua magnetică ”, spune prof. Eckart Marsch, coautor al lucrării Science.
Rezolvarea naturii și originii vântului solar este unul dintre principalele obiective pentru care SOHO a fost proiectat. De multă vreme se știe de comunitatea astronomică că vântul rapid solar provine din găurile coronale. Ceea ce este nou aici este descoperirea că aceste fluxuri încep în pâlnii coronale, care au sursa lor situată la marginile rețelei magnetice. Chiar sub suprafața Soarelui, există celule mari de convecție. Fiecare celulă are câmpuri magnetice asociate acesteia, care sunt concentrate pe benzile de rețea prin magneto-convecție, unde sunt ancorate gâturile pâlniei. Plasma, deși este încă închisă în bucle mici, este adusă prin convecție la pâlnii și apoi eliberată, ca o găleată de apă este golită într-un canal de apă deschis.
„Anterior se credea că vântul solar rapid provine pe orice linie de câmp deschisă deschisă în stratul de ionizare al atomului de hidrogen ușor deasupra fotosferei”, spune prof. Marsch, „Cu toate acestea, deplasarea Doppler scăzută a unei linii de emisie din ioni de carbon. arată că ieșirea în vrac nu s-a produs încă la o înălțime de 5.000 km. Plasma solară a vântului este acum considerată a fi furnizată de plasmă provenită din numeroasele bucle magnetice mici, cu doar câteva mii de kilometri înălțime, care aglomerează pâlnia. Prin reconectare magnetică, plasma este alimentată din toate părțile către pâlnie, unde poate fi accelerată și, în final, va forma vântul solar. "
Instrumentul SUMER a fost construit sub conducerea Dr. Klaus Wilhelm, care este și coautor al lucrării, la Institutul Max Planck pentru Cercetări în Sistemul Solar (fostul Institut Max Planck pentru Aeronomie) din Lindau, Germania, cu contribuții cheie de la Institut d’Astrophysique Spatiale din Orsay, Franța, Centrul de zbor spațial Goddard NASA din Greenbelt, Maryland, Universitatea California din Berkeley și cu sprijin financiar din partea agențiilor naționale germane, franceze, SUA și Elveția. SOHO funcționează de aproape zece ani într-un punct de vedere special în spațiul aflat la 1,5 milioane de kilometri de Pământ, pe partea răsărită a Pământului. SOHO este un proiect de colaborare internațională între Agenția Spațială Europeană și NASA. A fost lansat pe o rachetă Atlas II-AS de la Kennedy Space Center din NASA, Florida, în decembrie 1995 și este operat de la Goddard Space Flight Center.
Sursa originală: Comunicat de presă al societății Max Planck
