Tutkijat ovat tutkineet Auringon koronan turbulenssia käyttämällä radio signaaleja, jotka erittäin edulliset laitteet lähettävät Maahan Mars luotain kun Maa ja Mars olivat yhdessä Auringon vastakkaisilla puolilla (konjunktio tapahtuu yleensä kerran noin kahdessa vuodessa). The radio signaaleja luotain oli kulkenut Auringon korona-alueen läpi läheltä 10 Rʘ (1 Rʘ = aurinko- säde = 696,340 XNUMX km). Vastaanotetun signaalin jäännöstaajuus analysoitiin koronaturbulenssispektrin saamiseksi. Löydökset näyttivät olevan yhdenmukaisia Parkerin in situ -löydösten kanssa Aurinko- Koetin. Tämä tutkimus tarjosi erittäin edullisen mahdollisuuden tutkia dynamiikkaa koronaalisella alueella (ilman erittäin korkeita kustannuksia in situ aurinko- koetin) ja uusi käsitys siitä, miten turbulenssia tutkitaan aurinko- koronaalisella alueella käyttämällä a. lähettämiä radiosignaaleja Mars Maapallon kiertorata voi auttaa parantamaan ennustamista aurinko- toimintaa, jolla on suuri merkitys maan elämänmuodoille ja sivilisaatiolle.
- Mars Intian Orbiter Mission (MOM). Tila Tutkimusorganisaatio (ISRO) käynnistettiin 5. marraskuuta 2013, ja sen suunniteltu kesto on kuusi kuukautta. Se on ylittänyt käyttöikänsä reilusti ja on tällä hetkellä pidennetyssä tehtävävaiheessa.
Tutkijaryhmä käytti radiosignaaleja luotain opiskelemaan aurinko- korona, kun Maa ja Mars olivat Auringon vastakkaisilla puolilla. Konjunktiojaksojen aikana, joita tapahtuu yleensä kerran noin kahdessa vuodessa, kiertoradalta tulevat radiosignaalit kulkevat aurinko- koronaalista aluetta niinkin lähellä kuin 10 Rʘ (1 Rʘ = aurinko- säde = 696,340 XNUMX km) helio-korkeus Auringon keskustasta ja antaa mahdollisuuden opiskella aurinko- dynamiikka.
- aurinko- korona on alue, jossa lämpötila voi olla jopa useita miljoonia celsiusasteita. Aurinkotuulet alkavat ja kiihtyvät tällä alueella ja nielaisevat planeettojen välisen alueen tilat jotka muokkaavat planeettojen magnetosfääriä ja vaikuttavat tila sää lähellä maapalloa. Tämän opiskelu on tärkeä välttämättömyys1. In situ -luotaimen käyttäminen olisi ihanteellinen vaihtoehto, mutta radiosignaalien käyttö (avaruusalusten lähettämät ja maapallolla vastaanotetut signaalit korona-alueen läpi matkustamisen jälkeen ovat erinomainen vaihtoehto.
Tuoreessa lehdessä2 Monthly Notices of Royal Astronomical Society -julkaisussa julkaistut tutkijat tutkivat turbulenssia auringon koronaalisella alueella aurinkosyklin hidastuvan vaiheen aikana ja raportoivat, että aurinkotuulet kiihtyvät ja sen siirtyminen subalfvenisesta superalfveniseen virtaukseen tapahtuu noin 10–15. Rʘ. Ne saavuttavat kyllästymisen suhteellisen alhaisemmilla helio-korkeuksilla verrattuna korkeaan auringon aktiivisuusjaksoon. Muuten, Parker Proben suora Solar Corona -havainto näyttää tukevan tätä havaintoa3 samoin.
Koska aurinkokorona on varautunut plasmaväliaine ja sillä on luontainen turbulenssi, se saa aikaan hajottavia vaikutuksia sen läpi kulkevien sähkömagneettisten radioaaltojen parametreihin. Turbulenssi koronaalisessa väliaineessa tuottaa plasman tiheyden vaihteluita, jotka rekisteröidään vaihteluiksi kyseisen väliaineen läpi tulevien radioaaltojen vaiheeseen. Siten maa-asemalla vastaanotetut radiosignaalit sisältävät etenevän välineen allekirjoituksen ja ne analysoidaan spektrisesti turbulenssispektrin johtamiseksi väliaineesta. Tämä muodostaa perustan koronaaluksen radioluotaustekniikalle, jota avaruusalukset ovat käyttäneet korona-alueiden tutkimiseen.
Signaaleista saadut Doppler-taajuusjäännökset analysoidaan spektraalisesti koronaturbulenssispektrin saamiseksi heliosentrisillä etäisyyksillä välillä 4-20 Rʘ. Tämä on alue, jossa aurinkotuuli ensisijaisesti kiihtyy. Turbulenssijärjestelmän muutokset heijastuvat hyvin ajallisen taajuuden vaihteluspektrin spektriindeksiarvoihin. On havaittu, että turbulenssitehospektri (taajuuden vaihteluiden ajallinen spektri) pienemmällä heliosentrisellä etäisyydellä (<10 Rʘ) on litistynyt alemmilla taajuuksilla alueilla, joilla on pienempi spektriindeksi, mikä vastaa aurinkotuulen kiihtyvyysaluetta. Pienemmät spektriindeksiarvot lähempänä Auringon pintaa osoittavat energiansyöttöjärjestelmää, jossa turbulenssi on vielä alikehittynyttä. Suuremmilla heliosentrisillä etäisyyksillä (> 10Rʘ) käyrä jyrtyy ja spektriindeksi on lähellä 2/3, mikä osoittaa kehittyneen Kolmogorov-tyyppisen turbulenssin inertiajärjestelmiä, joissa energiaa kuljetetaan peräkkäin.
Turbulenssispektrin yleiset ominaisuudet riippuvat tekijöistä, kuten auringon aktiivisuussyklin vaiheesta, auringon aktiivisten alueiden suhteellisesta yleisyydestä ja koronaalisista reikistä. Tämä MOM-tietoihin perustuva työ antaa näkemyksen auringon syklin 24 heikoista maksimista, joka on kirjattu omituisena auringon syklinä kokonaisaktiivisuutena kuin muut aikaisemmat syklit.
Mielenkiintoista on, että tämä tutkimus osoittaa erittäin edullisen tavan tutkia ja seurata turbulenssia auringon koronaalisella alueella radioluotausmenetelmällä. Tämä voi olla äärimmäisen hyödyllistä auringon aktiivisuuden seuraamisessa, mikä puolestaan voi olla ratkaisevan tärkeää kaikkien tärkeiden aurinkosää ennustamisessa erityisesti Maan läheisyydessä.
***
Viitteet:
- Prasad U., 2021. Tila Sää, aurinkotuulen häiriöt ja radiopurskeet. Tieteellinen eurooppalainen. Julkaistu 11. helmikuuta 2021. Saatavilla osoitteessa http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- Jain R., et ai 2022. Tutkimus auringon koronan dynamiikasta aurinkosyklin 24 jälkeisen vaiheen aikana käyttämällä S-kaistan radiosignaaleja Intian Mars-kiertoradalla. Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta, stac056. Vastaanotettu alkuperäisessä muodossa 26. Julkaistu 2021. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper et ai. Parker Solar Probe astuu magneettisesti hallitsemaan aurinkokoronaan. Phys. Rev. Lett. 127, 255101. Vastaanotettu 31. lokakuuta 2021. Julkaistu 14. joulukuuta 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
