Изследователите са изследвали турбулентността в слънчевата корона, използвайки радио сигнали, изпратени до Земята от ултра-ниска цена март спътник когато Земята и март са били в съвпад от противоположните страни на Слънцето (съвпадът обикновено се случва веднъж на приблизително две години). The радио сигнали от спътник е преминал през областта на короната на Слънцето на близко разстояние от 10 Rʘ (1 Rʘ = слънчев радиуси = 696,340 XNUMX km). Остатъчната честота на получения сигнал беше анализирана, за да се получи спектър на коронална турбуленция. Констатациите изглеждаха в съответствие с откритията на Паркър на място Слънчев Сонда. Това проучване предостави много евтина възможност за изследване на динамиката в коронарния регион (при липса на много висока цена на място слънчев сонда) и нов поглед върху това как изследването на турбулентността в слънчев коронална област, използвайки радиосигнали, изпратени от a март орбитален апарат към Земята може да помогне за подобряване на прогнозирането на слънчев дейност, която е от голямо значение за формите на живот и цивилизацията на Земята.
- март Орбитална мисия (MOM) на Indian Космос Изследователска организация (ISRO) беше изстрелян на 5 ноември 2013 г. с планиран живот на мисията от 6 месеца. Той далеч надхвърли живота си и в момента е във фаза на разширена мисия.
Екип от изследователи използва радиосигнали от спътник за изучаване на слънчев корона, когато Земята и март бяха от противоположните страни на Слънцето. По време на периодите на съвпад, които обикновено се случват веднъж на приблизително две години, радиосигналите от орбиталния апарат преминават през слънчев коронална област толкова близо до 10 Rʘ (1 Rʘ = слънчев радиуси = 696,340 XNUMX km) хелио-височина от центъра на Слънцето и дава възможности за изучаване слънчев динамика.
- слънчев короната е регионът, където температурата може да достигне няколко милиона градуса по Целзий. Слънчевите ветрове произхождат и се ускоряват в този регион и поглъщат междупланетните пространства които оформят магнитосферата на планетите и влияят на пространство метеорологична среда, близка до Земята. Изучаването на това е важен императив1. Наличието на сонда in situ би било идеално, но използването на радиосигнали (предавани от космически кораб и получени на Земята след пътуване през короналната област представляват отлична алтернатива.
В скорошния документ2 публикувани в Monthly Notices of Royal Astronomical Society, изследователите изследват турбуленцията в слънчевата коронална област по време на период на фаза на спад на слънчевия цикъл и съобщават, че слънчевите ветрове се ускоряват и преходът му от субалфвеничен към супер-алфвеничен поток се случва около 10-15 Rʘ. Те постигат насищане при сравнително по-ниски хелио-височини в сравнение с периода на висока слънчева активност. Между другото, тази констатация изглежда е подкрепена от прякото наблюдение на слънчевата корона от Parker Probe3 , както добре.
Тъй като слънчевата корона е заредена плазмена среда и има присъща турбулентност, тя въвежда дисперсионни ефекти в параметрите на електромагнитните радиовълни, пътуващи през нея. Турбулентността в короналната среда предизвиква флуктуации в плътността на плазмата, които се регистрират като флуктуации във фазата на радиовълните, излизащи през тази среда. По този начин радиосигналите, получени на наземната станция, съдържат сигнатурата на разпространяващата се среда и се анализират спектрално, за да се получи спектър на турбулентност в средата. Това формира основата на техниката за коронално радио-сондиране, която е била използвана от космическия кораб за изследване на коронални области.
Доплеровите честотни остатъци, получени от сигнали, се анализират спектрално, за да се получи спектър на коронална турбуленция на хелиоцентрични разстояния, вариращи между 4 и 20 Rʘ. Това е регионът, където слънчевият вятър се ускорява предимно. Промените в режима на турбулентност са добре отразени в стойностите на спектралния индекс на спектъра на временните честотни флуктуации. Наблюдава се, че спектърът на мощността на турбулентност (временен спектър на честотните флуктуации) на по-ниско хелиоцентрично разстояние (<10 Rʘ) се е изгладил при области с по-ниски честоти с по-нисък спектрален индекс, който съответства на областта на ускорение на слънчевия вятър. По-ниските стойности на спектралния индекс по-близо до повърхността на Слънцето означават режим на входяща енергия, при който турбулентността все още е слабо развита. За по-големи хелиоцентрични разстояния (> 10Rʘ) кривата се извива със спектрален индекс близо до 2/3, което е показателно за инерционни режими на развита турбуленция от тип Колмогоров, при която енергията се транспортира чрез каскадно.
Цялостните характеристики на спектъра на турбулентност зависят от фактори като фазата на цикъла на слънчевата активност, относителното разпространение на слънчевите активни области и короналните дупки. Тази работа, базирана на данни от MOM, отчита прозрението за слабите максимуми на слънчевия цикъл 24, който е записан като особен слънчев цикъл по отношение на общата по-ниска активност в сравнение с други предишни цикли.
Интересното е, че това проучване демонстрира много евтин начин за изследване и наблюдение на турбуленцията в слънчевата коронална област чрез използване на метод за радиозондиране. Това може да бъде изключително полезно за следене на слънчевата активност, което от своя страна може да бъде от решаващо значение при прогнозирането на всички важни слънчеви времена, особено в близост до Земята.
***
Литература:
- Прасад У., 2021 г. Космос Времето, смущенията на слънчевия вятър и радиоизбухванията. Научен европейски. Публикувано на 11 февруари 2021 г. Достъпно на http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- Джейн Р., и др 2022. Изследване на динамиката на слънчевата корона по време на фазата след максимума на слънчевия цикъл 24, използвайки радиосигнали в S-обхвата от мисията на орбиталния апарат в Индия на Марс. Месечни известия на Кралското астрономическо дружество, stac056. Получено в оригинален вид на 26 септември 2021 г. Публикувано на 13 януари 2022 г. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper et al. Слънчевата сонда Parker навлиза в магнитно доминираната слънчева корона. физ. преп. Лет. 127, 255101. Получено на 31 октомври 2021 г. Публикувано на 14 декември 2021 г. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
