3 марта 2022 года, только через несколько месяцев после окончания номинальной миссии Solar Orbiter, датчик экстремального ультрафиолетового излучения (EUI) космического корабля вернул данные, которые впервые показывают, что магнитное явление, которое называется повторным соединением, постоянно происходит в крошечных масштабах.
В то время космический корабль был примерно на полпути между Землей и Солнцем. Это позволило скоординировать наблюдение с помощью миссий NASA Solar Dynamics Observatory (SDO) и Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). Затем данные трех миссий были объединены при анализе.
Магнитное пересоединение происходит, когда магнитное поле изменяет себя более стабильной конфигурацией. Это фундаментальный механизм высвобождения энергии в перегретых газах, известный как плазма, и считается основным механизмом питания крупномасштабных солнечных извержений. Это делает его прямой причиной космической погоды и главным кандидатом на таинственный нагрев внешней атмосферы Солнца, который уже более восьмидесяти лет беспокоит ученых.
С 1940-х годов известно, что внешняя атмосфера Солнца, которая называется короной, гораздо горячее поверхности Солнца. В то время как поверхность светится при температуре около 5500 °C, корона является разреженным газом, нагретым до 2 миллионов °C. То, как Солнце вводит энергию в свою атмосферу, чтобы нагреть ее до столь огромной температуры, с тех пор остается главной загадкой.
В прошлом магнитное пересоединение обычно наблюдалось во время крупномасштабных взрывных явлений. Однако новый результат представляет наблюдение со сверхвысоким разрешением устойчивого мелкомасштабного (около 390 км в поперечнике) повторного соединения в короне. Обнаружено, что это длительная «мягкая» последовательность по сравнению с внезапными взрывными выбросами энергии, с которыми обычно связывают повторное подключение.
Событие 3 марта 2022 года длилось один час. Температуры вокруг точки магнитного поля, где интенсивность магнитного поля падает до нуля, известной как нулевая точка, поддерживались на уровне около 10 миллионов °C и вызвали отток материала, поступавшего в форме дискретных «капель». двигаясь от нулевой точки со скоростью около 80 км/с. В дополнение к этому непрерывному оттоку взрывной эпизод также произошел вокруг этой нулевой точки и длился четыре минуты.
Результаты, полученные из Solar Orbiter, свидетельствуют о том, что магнитное пересоединение в масштабах, которые раньше были слишком малы, чтобы их можно было распознать, постоянно происходит как мягким, так и взрывным путем. Это важно, потому что это означает, что повторное соединение может постоянно передавать массу и энергию к вышележащей короне, способствуя ее нагреванию.
Эти наблюдения также показывают, что еще меньшие и более частые магнитные пересоединения ожидают открытия. Теперь цель состоит в том, чтобы в будущем наблюдать за ними с помощью EUI с еще более высоким пространственно-временным разрешением вокруг ближайших подходов Solar Orbiter, чтобы оценить, какая доля тепла короны может передаваться таким образом.
Последний ближайший пролет Solar Orbiter в Солнце состоялся 10 апреля 2023 года. В то время космический корабль находился всего на 29% расстоянии от Земли от Солнца.
Solar Orbiter — это космическая миссия международного сотрудничества ESA и NASA, управляемая ESA.
Эти результаты опубликованы в журнале Nature Communications в статье под названием «Наблюдение сверхвысокого разрешения за устойчивым пересоединением нулевой точки в солнечной короне». Главный автор, профессор Синь Чен, Нанкинский университет, Китай, и Институт исследования солнечной системы Макса Планка, Геттинген, Германия, возглавили международную группу из 24 сотрудников.
