Далеко від сонця сонячний вітер — це бризки енергійної плазми. Але підійдіть ближче — як це нещодавно зробив сонячний зонд NASA Parker Solar Probe, занурившись у радіус 13 мільйонів миль (21 мільйон кілометрів) від поверхні Сонця — і можна буде побачити окремі потоки частинок, і деякими з них керують магнітні поля, коли вони виходять із гігантських отвори на поверхні сонця.
Сонячний вітер — потік заряджених протонів, електронів і альфа-частинок — можна розділити на дві великі категорії: «швидкий» і «повільний». Швидкий сонячний вітер виривається з отворів в атмосфері Сонця і може рухатися з максимальною швидкістю 497 миль на секунду (800 кілометрів на секунду) — це вдвічі більше, ніж максимальна швидкість повільного вітру.
Сонячні фізики довго задавалися питанням, чому один тип сонячного вітру майже вдвічі швидший за інший. Тепер сміливий зонд, можливо, знайшов відповідь: швидші потоки походять від раптових різких спалахів енергії, що виділяється під час швидкої перебудови магнітних полів. Дослідники опублікували свої висновки в журналі Nature.
«Вітри переносять багато інформації від Сонця до Землі, тому розуміння механізму сонячного вітру є важливим з практичних причин на Землі», — сказав у заяві співавтор дослідження Джеймс Дрейк, професор фізики Університету Меріленда. «Це вплине на нашу здатність зрозуміти, як сонце вивільняє енергію та спричиняє геомагнітні бурі, які є загрозою для наших комунікаційних мереж».
Оскільки сильні сонячні вітри можуть спричинити геомагнітні бурі, які є достатньо потужними, щоб відправити супутники на Землю або навіть порушити роботу Інтернету, вчені прагнуть з’ясувати, як вони створені. Дані сонячного зонда Parker Solar Probe показали, що корональні діри — темніші, холодніші області, які відкриваються в зовнішній атмосфері Сонця — мають форму «душових насадок», які складаються з переважно рівномірно розташованих воронок матеріалу шириною до 18 000 миль (29 000 км). Ці воронки можуть повертатися назад до Сонця або повністю виходити з нього, залежно від того, розімкнуті чи закриті лінії магнітного поля, які спрямовують їх.
«Фотосфера [найнижчий шар сонячної атмосфери] вкрита конвекційними осередками, як у киплячій каструлі з водою, і більш масштабний конвекційний потік називається супергрануляцією», — сказав провідний автор Стюарт Бейл, професор фізики в Університеті ім. Каліфорнія, Берклі. «Там, де ці супергрануляційні клітини зустрічаються і йдуть вниз, вони затягують магнітне поле на своєму шляху в цю воронку вниз», – додав він. «Магнітне поле там стає дуже посиленим, тому що воно просто заглушене».
Виявивши швидкість, з якою тече швидкий сонячний вітер, іноді записуючи показання частинок, які рухаються в 10-100 разів швидше, ніж середня для сонячного вітру, дослідники дійшли висновку, що єдиним можливим механізмом для запуску швидкого сонячного вітру є «магнітне перемикання».
Зворотні перемикання відбуваються, коли замкнуті петлі магнітного поля поблизу поверхні Сонця з’єднуються з відкритими силовими лініями, що простягаються від Сонця, викликаючи викид енергії, схожий на хлист, коли лінії поля розплутуються, щоб запустити сонячний вітер прямо на Землю. Коли зворотні перемикання утворюються нещодавно, їх перегини різкіші, а це означає, що сонячний матеріал викидається з них на набагато вищих швидкостях, ніж від старих, більш плавних перемикань, кажуть дослідники.
«Великий висновок полягає в тому, що джерелом енергії швидкого сонячного вітру є магнітне перез’єднання всередині цих воронкоподібних структур», — сказав Бейл. «Вона походить не просто звідусіль у корональній дірі. Вона походить від цих маленьких пучків магнітної енергії, які пов’язані з конвекційними потоками».
Щоб підтвердити свої результати, дослідники продовжуватимуть вивчати дані сонячного зонда, коли він наближається до Сонця, досягаючи кінцевого пункту призначення на висоті 4 мільйони миль (6,4 мільйона кілометрів) над його поверхнею, де його інструменти, як очікується, смажаться під водою. інтенсивне сонячне тепло.
