Egy kínai-német tudósok csoportja azonosította a mágneses szerkezeteket a napkoronában, ahonnan a gyors napszél származik. A sugárzott ultraibolya sugárzásmérés (SUMER) spektrométerének képeit és Doppler-térképét, valamint a Michelson Doppler Imager (MDI) által az ESA és a NASA űrtartalmú napelemes és helioszferikus megfigyelőközpontjában (SOHO) átadott mágneses programokat használva megfigyelték a napsugárzó szél áramlását. tölcsér alakú mágneses mezőkből, amelyek a mágneses hálózat sávjaiba vannak rögzítve a Nap felszíne közelében. Ezeket a megfigyeléseket a Science magazin április 22-i számában mutatják be. A kutatás eredményeként jobban megértsék a napszél, a feszült és forró plazma (elektromosan vezető gáz) forrásainak mágneses természetét, amely befolyásolja a Föld űrkörnyezetét.
A napszél protonokból, alfa-részecskékből (kétszeres ionizált hélium), nehézionokból és elektronokból áll, amelyek a Nap felszínéről áramolnak 300 és 800 km / s közötti sebességgel. A koronális forrásrégiók nehéz ionjai bizonyos ultraibolya hullámhosszon sugárzást bocsátanak ki. Amikor a Föld felé áramlanak, mint a születő napsugár nyomon követésekor, az ultraibolya sugárzás hullámhosszai rövidebbek lesznek, egy Doppler-effektusnak nevezett jelenség, amely akusztikus változatában jól ismert, például a tónusváltozás miatt. a rendőrautó kürtje, miközben a hallgatóhoz közeledik, vagy attól távozik. A nap esetében a felé mutató plazmamozgást, amely a Nap felszínétől távol tartja, az ultraibolya spektrum kék eltolódásaként észleljük, és így felhasználható a napszél kiáramlásának kezdetének azonosítására.
A SUMER ultraibolya spektrum hasonló ahhoz, amit akkor látunk, amikor egy prizma elválasztja a fehér fényt egy különálló színű szivárványré. Az ultraibolya sugárzás azonban az emberi szem számára láthatatlan és nem tud behatolni a Föld légkörébe. A SUMER által az űrmegfigyelő SOHO által az űrből származó ultraibolya sugárzás elemzésével a napfizikusok sok mindent megtudhatnak a Napról, és következtethetnek a gáz hőmérsékletére, kémiai összetételére és mozgására a különféle légköri rétegekben.
"A napszél forrásvidékének finom mágneses szerkezete megőrizhetetlen maradt" - mondta az első szerző, prof. Chuanyi Tu, a pekingi pekingi egyetem Geofizikai Tanszékéből, Kína. „A nap- és űrfizikusok évek óta megfigyelik a koronális régiókból származó gyors napenergia-széláramot, nyitott mágneses mezővonalakkal és alacsony fényerősséggel, az úgynevezett koronális lyukakkal. Azonban csak az SOHO-ból származó komplex megfigyelések újszerű kombinálásával képesek voltunk következtetni a források tulajdonságaira a koronális lyukakon belül. Úgy tűnik, hogy a gyors napszél a koronális tölcsérekből származik, körülbelül 10 km / s sebességgel, 20 000 kilométer magasságban a fotoszféra felett ”.
"A gyors napszél szétterjed a tölcsér tetejéből koronális lyukakban kb. 10 km / s áramlási sebességgel" - állítja Tu professzor. „Ezt a kiáramlást nagy foltoknak tekintik a Ne + 7 ionok 600 000 kelvin hőmérsékleten kibocsátott spektrális vonalának Doppler-kék eltolásában (a fenti ábrán kikelt területeken), amely jó nyomkövetőként használható a forró plazmaáramláshoz . Összehasonlítva a mágneses mezővel, amelyet az MDI mágneses adataival extrahálunk a fényképről, megállapítottuk, hogy ennek a vonalnak a kék eltolódási mintája a legjobban korrelál a 20 000 km-es nyílt terepi szerkezettel. "
A SUMER spektrométer megvizsgálta a napszél forrásait a Nap északi sarkvidékének nagy területéről származó ultraibolya sugárzás megfigyelésével. „A forrás részletes mágneses struktúrájának egyértelmű azonosítása, amelyet ma koronális tölcsérként mutatnak be, és a napenergia szél kibocsátási magasságának és kezdeti sebességének meghatározása fontos lépések a tömegellátás és az alapgyorsulás problémáinak megoldásában. Most arra összpontosíthatjuk figyelmünket, hogy további plazmafeltételeket és fizikai folyamatokat tanulmányozzunk a kiterjedő koronális tölcsérekben és a mágneses hálózatba rögzített keskeny nyakukban ”- mondta Eckart Marsch professzor, a Science cikk társszerzője.
A napszél jellegének és eredetének megoldása az egyik fő cél, amelyre az SOHO-t tervezték. A csillagászati közösségnek már régóta ismert, hogy a gyors napszél a koronális lyukakból származik. Újdonság az a felfedezés, hogy ezek az áramlások koronális tölcsérekben indulnak, amelyek forrása a mágneses hálózat szélén helyezkedik el. Közvetlenül a Nap felszíne alatt vannak nagy konvekciós cellák. Minden egyes cellához mágneses mezők vannak társítva, amelyek a hálózati sávokban a mágneses konvekcióval koncentrálódnak, ahol a tölcsérnyakok rögzítve vannak. A plazmát, miközben továbbra is kis hurkokba zárják, konvekcióval juttatják a tölcsérbe, majd ott engedik fel, mint egy vödör vizet egy nyílt vízcsatornaba ürítik.
"Korábban azt hitték, hogy a gyors napsugárzás a hidrogén atom ionizációs rétegének bármelyik nyílt terepi vonalánál kezdődik, kissé a fotoszféra fölött" - mondja Marsch professzor, "Mindazonáltal a kibocsátási vonal alacsony Doppler-eltolása a szénionokból azt mutatja, hogy 5000 km magasságban még nem történt meg tömeges kiáramlás. Manapság úgy tekintik, hogy a napszél plazmát a sok kis mágneses hurokból származó plazma szolgáltatja, csupán néhány ezer kilométer magas, a tölcsért zsúfolva. A mágneses újracsatlakozás révén a plazmát minden oldalról táplálják a tölcsérbe, ahol felgyorsulhat, és végül a napszél alakulhat ki. ”
A SUMER eszközt Dr. Klaus Wilhelm vezetésével, aki szintén a cikk társszerzője volt, a németországi Lindau városában, a Max Planck Naprendszer Kutató Intézetében (korábban Max Planck Repülési Intézet) hozták létre, kulcsfontosságú hozzájárulásokkal a franciaországi Orsay-i Institut d'Astrophysique Spatiale-től, a NASA Goddard űrrepülési központjától (Greenbelt, Maryland), a Kaliforniai Egyetemen (Berkeley), valamint a német, francia, az USA és a svájci nemzeti ügynökségek pénzügyi támogatásával. A SOHO csaknem tíz éve működik egy speciális kilátóhelyen az űrben, 1,5 millió kilométerre a Földtől, a Föld napsütötte oldalán. A SOHO az Európai Űrügynökség és a NASA közötti nemzetközi együttműködés projektje. 1995. decemberében egy NASA Kennedy űrközpontból (Florida) származó Atlas II-AS rakéta segítségével indították, és a Goddard Űrrepülési Központból üzemeltetik.
Eredeti forrás: Max Planck Society sajtóközlemény
