Ученые много лет исследуют солнечный ветер — потоки заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем со скоростью до сотен километров в секунду. Быстрые потоки удалось объяснить, а происхождение медленного ветра долго оставалось загадкой. Но теперь у астрономов есть данные наблюдений, которые раскрывают этот феномен.
Быстрый солнечный ветер образуется вдоль линий открытых магнитных полей у корональных дыр. Его скорость потока у Земли превышает 500 километров в секунду. Параметры такого ветра схожи с параметрами корональных дыр (низкая температура и плотность), поэтому происхождение быстрого ветра понятно. Медленный ветер более неоднороден и разнообразен, но к моменту достижения Земли это разнообразие часто исчезает, что затрудняет исследования. По параметрам можно предположить, что он возникает в более горячих областях короны Солнца.
В прошлом учёные пытались по составу солнечного ветра определить происхождение потоков «в обратную сторону»: от Земли, то есть с расстояния одной астрономической единицы, обратно к Солнцу. Не хватало точности. Для такого моделирования нужны данные измерений около светила. Теперь эти данные есть.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature AstronomyУчёные проанализировали данные, собранные Solar Orbiter. Автоматический космический аппарат отправился к Солнцу в 2020 году. Ему предстоит сложная траектория полета с использованием гравитации Венеры. Каждые полгода аппарат подлетает к Солнцу ближе, чем Меркурий.
Первое приближение Solar Orbiter к солнцу произошло в 2022 году. Авторы нового исследования использовали данные, собранные аппаратом на расстоянии около полу а. е. от светила в начале марта 2022 года, когда оно начало сближаться.
Сравнив сведения из наблюдений Solar Orbiter с данными спектрального анализа и моделями магнитных полей, учёные установили происхождение медленного ветра с большей точностью.
Благодаря близкому расположению Solar Orbiter к Солнцу удалось увидеть сложность структуры солнечного ветра и получить более ясное представление о его происхождении. объяснилаРуководитель исследования из Нортумбрийского университета, Стефани Л. Ярдли.
Зондированные данные свидетельствуют о том, что с 1 по 9 марта 2022 года аппарат пролетел через три потока быстрого ветра, а затем через два потока медленного солнечного ветра. Быстрые потоки образовались в областях большой корональной дыры возле экватора. Вблизи корональных дыр линии магнитного поля «крепятся» к Солнцу лишь одним концом, формируя «скоростную трассу» для заряженных частиц быстрого ветра.
Медленные потоки возникают на границе корональных дыр и более активных областях Солнца. Там магнитные линии «закрыты», то есть их концы соединены с поверхностью звезды. Видеть сами линии невозможно, но плазма, движущаяся вдоль них, создает яркие петли.
Магнитные линии, вероятно, разрываются и пересоединяются возле корональных дыр, в результате чего плазма выбрасывается в открытый космос медленным ветром. Такое объяснение даёт неоднородность медленного ветра: формирование ветра с разрывами и пересоединениями линий порождает его неравномерность. Кроме того, активные области отличаются друг от друга и от корональных дыр составом и соотношением тяжёлых элементов.
Новое исследование показало, что Solar Orbiter может устанавливать связь между потоками солнечного ветра и местами их возникновения на поверхности Солнца. Это было основным назначением миссии. Пока зонд продолжает наблюдения, ученые будут анализировать собранные данные.
Пока проанализировали данные Solar Orbiter одним способом и за определённый период времени. Будет интересно увидеть другие исследования по данным Solar Orbiter, а также сравнить его результаты наблюдений с данными миссий, таких как Parker Solar Probe, — подытожила Ярдли.