Tyrėjai ištyrė Saulės vainiko turbulenciją naudodami radijo signalų, kuriuos į Žemę siunčia itin pigūs automobiliai kovas Orbiter kai Žemė ir kovas buvo sujungti priešingose Saulės pusėse (konjunkcija paprastai įvyksta kartą per maždaug dvejus metus). The radijo signalai iš Orbiter praėjo pro Saulės vainikinę sritį artimu 10 Rʘ atstumu (1 Rʘ = saulės spindulys = 696,340 XNUMX km). Gauto signalo dažnio likutis buvo analizuojamas, siekiant gauti vainikinių turbulencijos spektrą. Atrodė, kad išvados atitiko Parkerio in situ išvadas Saulės Zondas. Šis tyrimas suteikė labai nebrangią galimybę tirti dinamiką vainikiniame regione (nesant labai didelių sąnaudų in situ saulės zondas) ir nauja įžvalga, kaip tirti turbulenciją saulės vainikinė sritis, naudojant radijo signalus, siunčiamus a kovas orbita į Žemę gali padėti geriau prognozuoti saulės veikla, kuri turi didelę reikšmę gyvybės formoms ir civilizacijai Žemėje.
Šios kovas Indijos orbitos misija (MOM). erdvė Mokslinių tyrimų organizacija (ISRO) buvo paleista 5 m. lapkričio 2013 d., o planuojama misija truks 6 mėnesius. Jis gerokai viršijo savo eksploatavimo laiką ir šiuo metu yra pratęstas misijos etapas.
Tyrėjų komanda naudojo radijo signalus iš Orbiter studijuoti saulės korona, kai Žemė ir kovas buvo priešingose Saulės pusėse. Konjunkcijos laikotarpiais, kurie paprastai įvyksta kartą per maždaug dvejus metus, radijo signalai iš orbiterio kerta saulės vainikinė sritis taip arti 10 Rʘ (1 Rʘ = saulės spinduliai = 696,340 XNUMX km) helio aukštis nuo Saulės centro ir suteikia galimybę studijuoti saulės dinamika.
Šios saulės Korona yra regionas, kuriame temperatūra gali siekti kelis milijonus laipsnių Celsijaus. Saulės vėjai kyla ir įsibėgėja šiame regione ir apima tarpplanetinius erdvės kurios formuoja planetų magnetosferą ir veikia erdvė orai artima žemei aplinka. Tai labai svarbu studijuoti1. Idealus variantas būtų turėti in situ zondą, tačiau radijo signalų (perduodamų erdvėlaivių ir gaunamų Žemėje po kelionės per vainikinį regioną) naudojimas yra puiki alternatyva.
Naujausiame dokumente2 paskelbtame žurnale Monthly Notices of Royal Astronomical Society, mokslininkai tyrė turbulenciją saulės vainikinėje srityje mažėjančios saulės ciklo fazės laikotarpiu ir praneša, kad saulės vėjai greitėja, o jo perėjimas iš subalfveninio į superalfveninį srautą vyksta maždaug 10–15 val. Rʘ. Jie pasiekia prisotinimą palyginti mažesniame helio aukštyje, palyginti su didelio saulės aktyvumo periodu. Beje, atrodo, kad šią išvadą patvirtina tiesioginis Solar Corona stebėjimas, kurį atliko Parker Probe3 taip pat.
Kadangi saulės vainikas yra įkrauta plazmos terpė ir jai būdinga turbulencija, ji sukuria dispersinį poveikį per ją sklindančių elektromagnetinių radijo bangų parametrams. Turbulencija vainikinėje terpėje sukelia plazmos tankio svyravimus, kurie registruojami kaip radijo bangų, kylančių per tą terpę, fazės svyravimai. Taigi, antžeminėje stotyje priimami radijo signalai turi sklindančios terpės parašą ir yra spektriniu būdu analizuojami, siekiant nustatyti terpės turbulencijos spektrą. Tai sudaro vainikinių radijo garsų metodų, kuriuos erdvėlaiviai naudojo vainikinių regionų tyrimui, pagrindą.
Doplerio dažnio likučiai, gauti iš signalų, yra analizuojami spektriniu būdu, siekiant gauti vainikinės turbulencijos spektrą heliocentriniais atstumais nuo 4 iki 20 Rʘ. Tai regionas, kuriame saulės vėjas pirmiausia įsibėgėja. Turbulencijos režimo pokyčius gerai atspindi laiko dažnio svyravimų spektro spektrinio indekso reikšmės. Pastebėta, kad turbulencijos galios spektras (laikinis dažnio svyravimų spektras) esant mažesniam heliocentriniam atstumui (<10 Rʘ), žemesnio dažnio regionuose suplokštėjo su mažesniu spektriniu indeksu, kuris atitinka saulės vėjo pagreičio sritį. Žemesnės spektrinio indekso reikšmės arčiau Saulės paviršiaus reiškia energijos įvesties režimą, kai turbulencija vis dar nepakankamai išvystyta. Esant didesniems heliocentriniams atstumams (> 10Rʘ), kreivė pakyla, o spektrinis indeksas yra artimas 2/3, o tai rodo išsivysčiusios Kolmogorovo tipo turbulencijos inercinius režimus, kai energija pernešama kaskadomis.
Bendros turbulencijos spektro ypatybės priklauso nuo tokių veiksnių kaip saulės aktyvumo ciklo fazė, santykinis saulės aktyvių sričių paplitimas ir vainikinės skylės. Šis darbas, pagrįstas MOM duomenimis, pateikia įžvalgą apie silpnus saulės ciklo 24 maksimumus, kurie užfiksuoti kaip savotiškas saulės ciklas, atsižvelgiant į bendrą mažesnį aktyvumą nei kiti ankstesni ciklai.
Įdomu tai, kad šis tyrimas parodo labai nebrangų būdą tirti ir stebėti turbulenciją saulės vainikinėje srityje naudojant radijo zondavimo metodą. Tai gali būti labai naudinga stebint saulės aktyvumą, o tai savo ruožtu gali būti labai svarbi prognozuojant visus svarbius saulės orus, ypač netoli Žemės.
***
Nuorodos:
- Prasad U., 2021 m. erdvė Orai, saulės vėjo trikdžiai ir radijo bangos. Mokslinis Europos. Paskelbta 11 m. vasario 2021 d. Prieiga http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- Jain R., et al 2022 m. Saulės vainikinės dinamikos tyrimas Saulės ciklo post-maksima fazės metu 24, naudojant S juostos radijo signalus iš Indijos Marso orbitinės misijos. Mėnesiniai Karališkosios astronomijos draugijos pranešimai, stac056. Originali forma gauta 26 m. rugsėjo 2021 d. Paskelbta 13 m. sausio 2022 d. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper ir kt. Parker saulės zondas patenka į magnetiškai dominuojamą saulės vainiką. Fizik. Kunigas Lett. 127, 255101. Gauta 31 m. spalio 2021 d. Paskelbta 14 m. gruodžio 2021 d. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
