Волны Альвена ускоряют и нагревают солнечный ветер
Миссии Parker Solar Probe и Solar Orbiter ЕКА измеряют один и тот же поток плазмы, оттекающий от Солнца на разных расстояниях. Parker измерил обильные магнитные волны вблизи края короны («поверхность Альвена»), в то время как Solar Orbiter, находящийся за орбитой Венеры, заметил, что волны исчезли и что их энергия использовалась для нагрева и ускорения плазмы. Автор: Yeimy Rivera and Samuel Badman. Solar image data comes from NASA's Solar Dynamics Observatory. Imagery was created with the open source python software SunPy (https://sunpy.org/)
Со́лнечный зонд «Па́ркер» (англ. Parker Solar Probe, ранее также Solar Probe, Solar Probe Plus или Solar Probe+) — автоматический космический аппарат НАСА для изучения внешней короны Солнца. Предполагается, что он приблизится к «поверхности» Солнца (фотосфере) на расстояние 8,86 радиуса Солнца (6,2 миллиона километров, или 0,04 а. е.). Википедия
Solar Orbiter (SolO) — автоматический космический аппарат для исследования Солнца, разработанный ЕКА при участии НАСА. Первая миссия среднего класса программы Cosmic Vision.
Несколько гравитационных манёвров у Венеры и Земли позволят аппарату выйти на эллиптическую гелиоцентрическую орбиту с большим наклонением и перигелием внутри орбиты Меркурия (около 60 R☉, или 0,284 а. е.). Наклонение позволит аппарату наблюдать полярные области Солнца, недоступные с Земли и других мест эклиптики. Википедия
В своем исследовании, опубликованном в журнале Science, группа сравнила данные с двух космических зондов, чтобы узнать больше об источниках энергии, влияющих на солнечный ветер.
Лука Соррисо-Вальво и Франческо Малара из Института плазменных наук и технологий (CNR) в Швеции и Университета Калабрии в Италии опубликовали статью в том же номере журнала, в которой излагается работа, проделанная группой.
Предыдущие исследования показали, что по мере того, как солнечный ветер движется от солнечной короны, он охлаждается, но также ускоряется. Предыдущие исследования также показали, что охлаждение происходит не так быстро, как должно быть, из-за свободного расширения — открытие, которое предполагает дополнительный источник тепла. Некоторые исследователи предположили, что источником тепла, вероятно, являются волны Альвена — тип электромагнитной плазменной волны. В этой новой работе исследователи нашли доказательства, подтверждающие эту теорию.
Чтобы выяснить, ответственны ли волны Альвена за ускорение и тепловое воздействие на солнечный ветер, исследовательская группа сравнила данные, полученные с зонда Parker Solar Probe (НАСА) и солнечного орбитального аппарата ESA Solar Orbiter в подходящий момент их выравнивания во время движения.
В течение этого периода солнечный ветер ударил по второму зонду через 40 часов после удара по первому, что дало исследователям возможность измерить разницу в энергии. Они обнаружили, что волны Альвена большой амплитуды давят на солнечный ветер, заставляя его менять направление. Измерения со второго зонда не показали никаких доказательств такой силы. Они также показали, что солнечный ветер стал теплее.
Рассчитав количество энергии, теряемой волнами Альвена, исследователи обнаружили, что оно соответствует энергии, необходимой для нагрева солнечного ветра и его ускорения таким образом, который соответствует наблюдениям второго зонда.
Исследовательская группа предполагает, что их наблюдения и расчеты убедительно свидетельствуют о том, что волны Альвена являются движущей силой ускорения и нагрева солнечного ветра.
Больше информации: Yeimy J. Rivera et al, In situ observations of large-amplitude Alfvén waves heating and accelerating the solar wind, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adk6953
Лука Соррисо-Вальво и др., Межпланетная встреча в потоке солнечного ветра, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr5854
0 комментариев