Pierwszą w historii mapę pola magnetycznego korony słonecznej

Delikatna górna atmosfera Słońca, zwana koroną, to nieustannie zmieniająca się dżungla skwierczącej plazmy. Jednak mapowanie siły pól magnetycznych, które w dużej mierze kontrolują to zachowanie, okazało się nieuchwytne. Pola są słabe, a blask słońca przyćmiewa jego koronę.

Teraz jednak obserwacje wykonane za pomocą specjalistycznego instrumentu zwanego koronografem, który blokuje jasny dysk Słońca, umożliwiły fizykom słonecznym zmierzenie prędkości i intensywności fal falujących w plazmie koronalnej. „Po raz pierwszy zmapowaliśmy koronalne pole magnetyczne na dużą skalę” – mówi Steven Tomczyk, fizyk słońca z High Altitude Observatory in Boulder w stanie Kolorado, który zaprojektował koronograf.

W 2017 roku Tomczyk był członkiem zespołu, który wykorzystał całkowite zaćmienie Słońca przecinające Amerykę Północną, aby wykonać pomiary pola magnetycznego korony. Wędrował szczytem góry w Wyoming ze specjalnym aparatem do robienia spolaryzowanych zdjęć korony, w tedy gdy księżyc zasłaniał słońce. Zespół zaobserwował niewielki kawałek korony i sprawdził, czy światło o określonej długości może zawierać sygnatury pola magnetycznego korony.

Ale obserwacje z koronografu, wykonane w 2016 roku, pozwoliły badaczom przyjrzeć się całej koronie naraz. Teoretycy pokazali dziesiątki lat temu, że prędkości fal koronalnych można wykorzystać do określenia siły pola magnetycznego. Takie fale mogą również pomóc w przenoszeniu ciepła z powierzchni Słońca do korony ale nikt wcześniej nie mierzył ich w całej koronie.

Siła pola magnetycznego korony wynosi głównie od 1 do 4 gausów, czyli kilka razy więcej niż pole magnetyczne Ziemi na powierzchni planety, donoszą naukowcy w Science, 7 sierpnia .

Zespół twierdzi, że wykonanie mapy to duży krok. Jednak fizycy zajmujący się energią słoneczną naprawdę chcieliby śledzić pole magnetyczne korony w sposób ciągły, przynajmniej raz dziennie. „Słoneczne pole magnetyczne ewoluuje przez cały czas” – mówi fizyk słońca Zihao Yang z Uniwersytetu Pekińskiego w Pekinie. Czasami Słońce w sposób wybuchowy uwalnia energię magnetyczną, wysyłając wybuchy plazmy, które mogą wystrzelić w przestrzeń. Te wyrzuty mogą siać spustoszenie w satelitach lub sieciach energetycznych, gdy uderzą w Ziemię. Ciągłe monitorowanie magnetyzmu koronalnego może pomóc przewidzieć te wybuchy. „Nasza praca wykazała, że ​​możemy wykorzystać tę technikę do mapowania globalnego rozkładu koronalnego pola magnetycznego, ale pokazaliśmy tylko jedną mapę z jednego zbioru danych” – mówi Yang.

Pomiar siły pola magnetycznego korony to „naprawdę wielka sprawa” – mówi fizyk słońca Jenna Samra z Smithsonian Astrophysical Observatory w Cambridge w stanie Massachusetts. „Uzyskać lepsze prognozy kosmicznych zdarzeń pogodowych ”- mówi. „To naprawdę niezły krok w tym kierunku”.

Tomczyk i współpracownicy pracują nad ulepszoną wersją koronografu, zwaną COSMO, dla Coronal Solar Magnetism Observatory, która używałaby tej samej techniki wielokrotnie, a ostatecznym celem było przewidywanie zachowania Słońca.

„To kamień milowy, aby to zrobić” – mówi Tomczyk. „Celem jest robienie tego regularnie”.

Kolorowe prążki tego obrazu pokazują siłę pola magnetycznego korony, od niższej (niebieski) do wyższej (żółtej). Siła całego pola to tylko ułamek siły magnesu na lodówkę. Zdjęcie Słońca pośrodku zostało wykonane przez Obserwatorium Dynamiki Słońca NASA.

Źródło: Lisa Grossman

Z. Yang et al. Global maps of the magnetic field in the solar coronaScience. Vol. 369, August 7, 2020, p. 694. doi:10.112/science.abb4462.

Zdjęcia: Z.-H. YANG ET AL/SCIENCE 2020

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x