Сонячний зонд NASA Parker Solar Probe (PSP) підлетів досить близько до Сонця, щоб виявити тонку структуру сонячного вітру поблизу місця, де він генерується на поверхні Сонця, виявивши деталі, які втрачаються, коли вітер виходить із корони у вигляді однорідного вибуху заряджених частинок.
Це все одно, що бачити струмені води, що виходять із душової лійки, крізь струмінь води, що б’є вам в обличчя.
У статті, яка буде опублікована в журналі Nature, група вчених під керівництвом Стюарта Д. Бейла, професора фізики Каліфорнійського університету в Берклі, і Джеймса Дрейка з Університету Меріленд-Коледж-Парк, повідомляється, що PSP має виявити потоки високоенергетичних частинок, які збігаються з потоками супергрануляції всередині корональних дір, що свідчить про те, що це регіони, де виникає так званий «швидкий» сонячний вітер.
Корональні діри — це області, де лінії магнітного поля виходять із поверхні, не повертаючись назад усередину, таким чином утворюючи відкриті лінії поля, які розширюються назовні та заповнюють більшу частину простору навколо Сонця. Ці діри зазвичай знаходяться на полюсах у періоди сонячної тиші, тому швидкий сонячний вітер, який вони створюють, не вдаряє на Землю. Але коли Сонце стає активним кожні 11 років, оскільки його магнітне поле змінюється, ці діри з’являються по всій поверхні, створюючи спалахи сонячного вітру, спрямовані прямо на Землю.
Розуміння того, як і де бере початок сонячний вітер, допоможе передбачити сонячні бурі, які, створюючи на Землі прекрасні полярні сяйва, можуть завдати шкоди супутникам і електричній мережі.
Виходячи з аналізу команди, корональні діри схожі на душові лійки, з приблизно рівномірно розташованими струменями, що виходять із яскравих плям, де лінії магнітного поля проникають у поверхню Сонця та виходять із неї. Вчені стверджують, що коли протилежно спрямовані магнітні поля проходять одне через одне в цих воронках, які можуть мати 18 000 миль у поперечнику, поля часто розриваються та знову з’єднуються, викидаючи заряджені частинки з Сонця.
Ґрунтуючись на наявності частинок надзвичайно високої енергії, які виявила PSP — частинок, які рухаються в 10-100 разів швидше, ніж у середньому сонячний вітер, — дослідники дійшли висновку, що вітер може бути створений лише за допомогою цього процесу, який називається магнітним перез’єднанням. PSP було запущено в 2018 році, головним чином, для вирішення двох суперечливих пояснень походження частинок високої енергії, які складають сонячний вітер: магнітне перез’єднання або прискорення плазмою або хвилями Альвена.
Воронкові структури, ймовірно, відповідають яскравим струменям, які можна побачити з Землі всередині корональних дір, як нещодавно повідомив Нур Рауафі, співавтор дослідження та вчений проекту Parker Solar Probe з Лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса. APL спроектував, побудував, керує та експлуатує космічний корабель.
Поринає в сонце
До того часу, коли сонячний вітер досягає Землі, на відстані 93 мільйони миль від Сонця, він перетворюються на однорідний турбулентний потік магнітних полів, переплетених із зарядженими частинками, які взаємодіють із власним магнітним полем Землі та скидають електричну енергію у верхні шари атмосфери. Це збуджує атоми, створюючи барвисті полярні сяйва на полюсах, але має ефекти, які просочуються в атмосферу Землі. Прогнозування найсильніших вітрів, які називаються сонячними бурями, та їхніх навколоземних наслідків є однією з місій програми NASA «Жити з зіркою».
Зонд Parker Solar Probe був розроблений, щоб визначити, як виглядає цей турбулентний вітер, де він генерується біля поверхні сонця або фотосфери, і як прискорюються заряджені частинки вітру — протони, електрони та важчі іони, насамперед ядра гелію, прискорені настільки, щоб уникнути впливу сонячної гравітації.
Для цього PSP повинна була підійти ближче ніж на 25-30 сонячних радіусів, тобто ближче ніж 13 мільйонів миль.
