3 березня 2022 року, лише через кілька місяців після закінчення номінальної місії Solar Orbiter, датчик екстремального ультрафіолетового випромінювання (EUI) космічного корабля повернув дані, які вперше показують, що магнітне явище, яке називається повторним з’єднанням, постійно відбувається в крихітних масштабах.
У той час космічний корабель був приблизно на півдорозі між Землею та Сонцем. Це дозволило скоординувати спостереження за допомогою місій NASA Solar Dynamics Observatory (SDO) і Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). Потім дані трьох місій були об’єднані під час аналізу.
Магнітне перез’єднання відбувається, коли магнітне поле змінює себе на більш стабільну конфігурацію. Це фундаментальний механізм вивільнення енергії в перегрітих газах, відомий як плазма, і вважається основним механізмом для живлення великомасштабних сонячних вивержень. Це робить його прямою причиною космічної погоди та головним кандидатом на таємниче нагрівання зовнішньої атмосфери Сонця, яке вже більш ніж вісімдесят років турбує вчених.
З 1940-х років відомо, що зовнішня атмосфера Сонця, яка називається короною, набагато гарячіша за поверхню Сонця. У той час як поверхня світиться при температурі близько 5500 °C, корона є розрідженим газом, нагрітим до близько 2 мільйонів °C. Те, як Сонце вводить енергію в свою атмосферу, щоб нагріти її до такої величезної температури, з тих пір залишається головною загадкою.
У минулому магнітне перез’єднання зазвичай спостерігалося під час великомасштабних вибухових явищ. Однак новий результат представляє спостереження з надвисокою роздільною здатністю стійкого дрібномасштабного (близько 390 км у поперечнику) повторного з’єднання в короні. Виявлено, що це довготривала «м’яка» послідовність порівняно з раптовими вибуховими викидами енергії, з якими зазвичай пов’язують повторне підключення.
Подія 3 березня 2022 року тривала одну годину. Температури навколо точки магнітного поля, де інтенсивність магнітного поля падає до нуля, відомої як нульова точка, підтримувалися на рівні близько 10 мільйонів °C і викликали відтік матеріалу, який надходив у формі дискретних «крапель». рухаючись від нульової точки зі швидкістю близько 80 км/с. На додаток до цього безперервного відтоку, вибуховий епізод також стався навколо цієї нульової точки і тривав чотири хвилини.
Результати, отримані з Solar Orbiter, свідчать про те, що магнітне перез’єднання в масштабах, які раніше були надто малими, щоб їх можна було розпізнати, постійно відбувається як м’яким, так і вибуховим шляхом. Це важливо, тому що це означає, що повторне з’єднання може постійно передавати масу та енергію до корони, що лежить вище, сприяючи її нагріванню.
Ці спостереження також показують, що ще менші та більш часті магнітні перез’єднання очікують на відкриття. Тепер мета полягає в тому, щоб у майбутньому спостерігати за ними за допомогою EUI із ще вищою просторово-часовою роздільною здатністю навколо найближчих підходів Solar Orbiter, щоб оцінити, яка частка тепла корони може передаватися таким чином.
Останній найближчий проліт Solar Orbiter до Сонця відбувся 10 квітня 2023 року. У той час космічний корабель перебував лише на 29% відстані від Землі від Сонця.
Solar Orbiter — це космічна місія міжнародного співробітництва ESA та NASA, керована ESA.
Ці результати опубліковані в журналі Nature Communications у статті під назвою «Спостереження надвисокої роздільної здатності за стійким перез’єднанням нульової точки в сонячній короні». Головний автор, професор Сінь Чен, Нанкінський університет, Китай, та Інститут дослідження сонячної системи Макса Планка, Геттінген, Німеччина, очолили міжнародну групу з 24 співробітників.
