Solar Orbiter впервые снял процесс магнитного переключения в солнечной короне

Солнечный зонд ESA Solar Orbiter во время весеннего сближения с Солнцем провел наблюдения, которые приблизили ученых к раскрытию некоторых тайн нашей звезды. Были найдены подсказки о том, как формируются магнитные переключения в солнечной короне, и как этот процесс может влиять на скорость распространения солнечного ветра.

Впервые удалось зафиксировать следы этого переключения со стороны и связать процесс с активным регионом на поверхности Солнца. Новое исследование дает полное представление о структуре явления и подтверждает образование S-образного потока.

Ранее несколько космических аппаратов пролетали через эти загадочные регионы. Но они позволяли проводить измерения показателей лишь в точке своего нахождения, что мешало оценить общую картину явления. Еще в середине 1970-х аппараты Helios фиксировали внезапные инверсии магнитного поля Солнца. Они всегда были внезапными и продолжались от нескольких секунд до нескольких часов.

Эти магнитные структуры в конце 1990-х исследовались с большего расстояния аппаратом Ulysses. Значительное количество подобных наблюдений проводил и солнечный зонд Parker Solar Probe, ставящий рекорды по приближению к Солнцу. Это указывало на то, что внезапные инверсии магнитного поля гораздо чаще встречаются вблизи звезды. Тогда же появилось предположение, что они связаны с S-образными изгибами в магнитном поле.

Когда Solar Orbiter приближался к перигелию, один из его приборов – METIS – занимался сбором данных. Он блокирует яркий свет Солнца и делает снимки внешней атмосферы звезды. Частицы в короне заряжены и следуют по линиям магнитного поля Солнца. В какой-то момент в короне METIS четко зафиксировал S-образный излом.

Полученные данные были сопоставлены с изображением Солнца, полученным в то же время инструментом EUI в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне. Solar Orbiter обнаружил, что S-образный излом в короне может быть связан с активным регионом AR12972 на поверхности Солнца.

Работавшие с данными ученые из Национального института астрофизики Италии отметили, что этот процесс очень схож с теоретическим механизмом магнитного обратного переключения, предложенным профессором Алабамского университета Гэри Занком.

В своей теории он рассматривал, как различные магнитные области вблизи поверхности Солнца взаимодействуют друг с другом.

Вблизи поверхности, особенно над активными областями, которые мы можем видеть как пятна на Солнца, существуют открытые и замкнутые силовые линии магнитного поля. Замкнутые линии представляют собой петли, который выходят из поверхности Солнца и погружаются в нее. Плазма, путешествующая по ним, имеет низкую скорость и не отрывается далеко от поверхности. Открытые силовые линии исходят от поверхности Солнца и соединяются с межпланетным магнитным полем Солнечной системы. Это магнитные магистрали, по которым может свободно течь плазма, порождая быстрый солнечный ветер.

В своей работе авторам исследования удалось доказать, что переключения происходят при взаимодействии между областью открытых силовых линий и областью замкнутых линий. По мере их сближения и уплотнения может происходить реконфигурация линий, происходит перемыкание, подобно взмаху хлыста плетки оно высвобождает энергию и создает S-образное возмущение.

«Можно сказать, что первое изображение магнитного переключения в солнечной короне сразу же раскрыло тайну его происхождения, - говорит ведущий автор исследования Даниэле Теллони. – Теперь нам нужно больше данных, наблюдений, чтобы статистически связать обратные переключения с их источниками на поверхности Солнца».

Следующее сближение Solar Orbiter с Солнцем состоится 13 октября. Аппарат пролетит на расстоянии 0,29 а.е. от поверхности нашей звезды.