Rymdfarkosten Solar Orbiter upptäcker små jetstrålar som kan driva solvinden

By | August 26, 2023

Koronalt hål i solen

Solar Orbiter har upptäckt små jetstrålar som kommer från solen, vilket potentiellt kan förklara uppkomsten av solvinden. Detta utmanar traditionella föreställningar om vindproduktion, med nya data som tyder på ett intermittent flöde. Fynden kan också ha implikationer för att förstå andra stjärnors atmosfärer. Kredit: ESA och NASA/Solar Orbiter/EUI Team; tack: Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Institute for Solar System Research

ESA/Solvinden består av laddade partiklar, kända som plasma, som ständigt flyr från solen. Den fortplantar sig genom det interplanetära rymden och slår in i vad som helst i dess väg. När solvinden kolliderar med jordens magnetfält producerar den norrsken.

Även om solvinden är en grundläggande egenskap hos solen, har det visat sig svårt att förstå hur och var den genereras nära solen och har varit ett stort fokus för studier i årtionden. Nu, tack vare sin överlägsna instrumentering, har Solar Orbiter tagit oss ett viktigt steg framåt.

Små jetstrålar slipper solen

Denna mosaik av bilder visar en mängd små strålar av material som flyr från solens yttre atmosfär Bilderna kommer från rymdfarkosten ESA/NASA Solar Orbiter. De visas som mörka band på solytan i denna mosaik. Bilderna är “negativa”, vilket betyder att även om strålarna verkar mörka, är de ljusa blixtar mot solytan. Kredit: ESA och NASA/Solar Orbiter/EUI Team; tack: Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Institute for Solar System Research, CC BY-SA 3.0 IGO

Högupplösta bilder av solens yta

Uppgifterna kommer från Solar Orbiters instrument Extreme Ultraviolet Imager (EUI). Bilder av solens sydpol tagna av EUI den 30 mars 2022 avslöjar en population av svaga, kortlivade drag som är förknippade med små plasmastrålar som kastas ut från solens atmosfär.

“Vi kunde bara upptäcka dessa små jetstrålar på grund av de oöverträffade högupplösta, höghastighetsbilder som producerats av EUI”, säger Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Institute for Solar System Research, Tyskland, och huvudförfattare till artikeln som beskriver detta jobb. . I synnerhet togs bilderna i den extrema ultravioletta kanalen i EUI:s högupplösta bildapparat, som observerar solplasma i miljoner grader vid en våglängd på 17,4 nanometer.

Av särskild vikt är det faktum att analysen visar att dessa egenskaper orsakas av utstötning av plasma från solatmosfären.


Den här filmen skapades från observationer som gjordes av rymdfarkosten ESA/NASA Solar Orbiter den 30 mars 2022, mellan 04:30 och 04:55.

Plasma kan flöda längs dessa “öppna” magnetfältslinjer mot solsystemet, vilket skapar solvinden. Men frågan var, hur släpptes plasma?

Det traditionella antagandet var att eftersom koronan är varm kommer den naturligt att expandera och en del av den kommer att fly längs fältlinjerna. Men dessa nya resultat tittar på det koronala hålet som var beläget vid solens sydpol, och de individuella strålarna som har avslöjats utmanar antagandet att solvinden endast produceras i en kontinuerlig, jämn ström.

“Ett av resultaten här är att detta flöde till stor del inte är riktigt enhetligt, strålarnas allestädes närvarande antyder att solvinden i koronalhålet kan ha sitt ursprung som ett mycket intermittent flöde”, säger Andrei Zhukov, Royal Observatory of Belgium … , en bidragsgivare till arbetet som ledde Solar Orbiter-observationskampanjen.

ESA Solar Orbiter vänd mot solen

ESA:s Solar Orbiter-uppdrag kommer att möta solen från Merkurius bana när den närmar sig närmast. Kredit: ESA/ATG medialab

Energianalys av jetstrålar

Energin förknippad med varje enskild jet är liten. I den övre änden av koronala fenomen finns solflammor av X-klass, och i den nedre änden finns så kallade nanoflares. Det finns en miljard gånger mer energi i en X-flare än i en nanoflare. De små jetstrålarna som upptäckts av Solar Orbiter är ännu mindre energiska än så, de visar ungefär tusen gånger mindre energi än en nanoflare och kanaliserar det mesta av den energin till att spruta ut plasma.

Deras allestädes närvarande antyder av de nya observationerna antyder att de spyr ut en betydande del av det material vi ser i solvinden. Och det kan finnas ännu mindre, mer frekventa evenemang som ger ännu mer.

“Jag tror att det är ett viktigt steg framåt att hitta något i skivan som verkligen bidrar till solvinden”, säger David Berghmans, Royal Observatory i Belgien och huvudutredare av EUI-instrumentet.

Framtida observationer och bredare konsekvenser

För närvarande kretsar Solar Orbiter fortfarande runt solen nära dess ekvator. Så i dessa observationer tittar EUI på sydpolen i en betesvinkel.

“Det är svårare att mäta några av egenskaperna hos dessa små jetstrålar när vi ser dem från sidan, men om några år kommer vi att se dem från ett annat perspektiv än något annat teleskop eller observatorium, så tillsammans borde de hjälpa en mycket”, säger han.. Daniel Müller, ESA-projektforskare för Solar Orbiter.

Det beror på att allt eftersom uppdraget fortsätter kommer rymdfarkosten gradvis att luta sin bana mot polarområdena. Samtidigt kommer aktiviteten på solen att utvecklas genom solcykeln och koronala hål kommer att börja dyka upp på många olika breddgrader, vilket ger ett unikt nytt perspektiv.

Alla inblandade kommer att vara ivriga att se vilka nya insikter de kan få, eftersom detta arbete sträcker sig bortom vårt eget solsystem.

Solen är den enda stjärnan vars atmosfär vi kan observera så detaljerat, men det är troligt att samma process sker i andra stjärnor också. Detta förvandlar dessa observationer till upptäckten av en grundläggande astrofysisk process.

Referens: “Picoflare-jets driver solvinden som kommer från ett koronalt hål i solen” av LP Chitta, AN Zhukov, D. Berghmans, H. Peter, S. Parenti, S. Mandal, R. Aznar Cuadrado, U. Schühle, L Teriaca, F. Auchère, K. Barczynski, É. Buchlin, L. Harra, E. Kraaikamp, ​​​​DM Long, L. Rodriguez, C. Schwanitz, PJ Smith, C. Verbeeck och DB Seaton, 24 augusti 2023, Vetenskap.
DOI: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter är ett internationellt rymduppdrag mellan ESA och NASA som drivs av ESA.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *