Istraživači su proučavali turbulenciju u Sunčevoj koroni pomoću radio signale koje je na Zemlju poslao ultraniskobudžetni Mars orbiter kada je Zemlja i Mars bili u konjunkciji na suprotnim stranama Sunca (konjunkcija se obično događa jednom u otprilike dvije godine). The radio signali iz orbiter prošao kroz korona područje Sunca na maloj udaljenosti od 10 Rʘ (1 Rʘ = solarni polumjeri = 696,340 XNUMX km). Frekvencijski rezidual primljenog signala je analiziran kako bi se dobio koronalni turbulentni spektar. Činilo se da su nalazi u skladu s Parkerovim nalazima in situ Solarni Sonda. Ova je studija pružila vrlo jeftinu priliku za proučavanje dinamike u koronalnoj regiji (u nedostatku vrlo skupih troškova in situ solarni sonda) i novi uvid u to kako istraživanje turbulencije u solarni koronarna regija pomoću radio signala koje šalje a Mars orbiter ka Zemlji može pomoći u poboljšanju predviđanja solarni aktivnost koja je od velikog značaja za oblike života i civilizaciju na Zemlji.
Korištenje električnih romobila ističe Mars Orbiter Mission (MOM) Indian Prostor Organizacija za istraživanje (ISRO) lansiran je 5. studenog 2013. s planiranim trajanjem misije od 6 mjeseci. Daleko je premašio svoj životni vijek i trenutno je u produženoj fazi misije.
Tim istraživača koristio je radio signale iz orbiter za proučavanje solarni korona kada je Zemlja i Mars bili na suprotnim stranama Sunca. Tijekom razdoblja konjunkcije, koja se obično događaju jednom u otprilike dvije godine, radio signali s orbitera prelaze kroz solarni koronalno područje blizu 10 Rʘ (1 Rʘ = solarni polumjeri = 696,340 km) helio-visina od središta Sunca i daje mogućnosti proučavanja solarni dinamika.
Korištenje električnih romobila ističe solarni korona je područje u kojem temperatura može doseći nekoliko milijuna stupnjeva Celzijusa. Sunčevi vjetrovi nastaju i ubrzavaju se u ovoj regiji i gutaju međuplanetarne prostori koji oblikuju magnetosferu planeta i utječu na prostor vremenska okolina blizu Zemlje. Proučavanje ovoga važan je imperativ1. Posjedovanje sonde na licu mjesta bilo bi idealno, međutim korištenje radio signala (koje se prenose svemirskim brodovima i primaju na Zemlji nakon putovanja kroz koronalnu regiju predstavljaju izvrsnu alternativu.
U nedavnom radu2 objavljeno u Monthly Notices of Royal Astronomical Society, istraživači su proučavali turbulencije u solarnoj koronalnoj regiji tijekom razdoblja opadajuće faze solarnog ciklusa i izvještavaju da se solarni vjetrovi ubrzavaju i da se njegov prijelaz iz subalvenskog u superalfvenski tok događa oko 10-15. Rʘ. Oni postižu zasićenje na relativno nižim helio-visinama u usporedbi s razdobljem velike sunčeve aktivnosti. Usput, čini se da je ovo otkriće potkrijepljeno izravnim promatranjem solarne korone od strane Parker Probea3 kao dobro.
Kako je solarna korona nabijeni medij plazme i ima intrinzičnu turbulenciju, ona unosi disperzivne učinke u parametre elektromagnetskih radio valova koji putuju kroz nju. Turbulencija u koronalnom mediju stvara fluktuacije gustoće plazme koje se registriraju kao fluktuacije u fazi radio valova koji izlaze kroz taj medij. Dakle, radio signali primljeni na zemaljskoj postaji sadrže potpis medija koji se širi i spektralno se analizira kako bi se dobio spektar turbulencije u mediju. To čini osnovu tehnike koronalnog radio sondiranja koju je svemirska letjelica koristila za proučavanje koronalnih područja.
Ostaci Dopplerove frekvencije dobiveni iz signala spektralno se analiziraju kako bi se dobio spektar koronalne turbulencije na heliocentričnim udaljenostima u rasponu između 4 i 20 Rʘ. Ovo je regija u kojoj se solarni vjetar prvenstveno ubrzava. Promjene u režimu turbulencije dobro se odražavaju u vrijednostima spektralnog indeksa spektra vremenskih fluktuacija frekvencije. Uočeno je da se spektar snage turbulencije (temporalni spektar fluktuacija frekvencije) na nižoj heliocentričnoj udaljenosti (<10 Rʘ), spljoštio na područjima nižih frekvencija s nižim spektralnim indeksom koji odgovara području ubrzanja sunčevog vjetra. Niže vrijednosti spektralnog indeksa bliže površini Sunca označavaju režim unosa energije gdje je turbulencija još nedovoljno razvijena. Za veće heliocentrične udaljenosti (> 10Rʘ), krivulja se strmoglavi sa spektralnim indeksom blizu 2/3, što ukazuje na inercijalne režime razvijene turbulencije tipa Kolmogorov gdje se energija prenosi kaskadno.
Sveukupne značajke spektra turbulencije ovise o čimbenicima kao što su faza ciklusa sunčeve aktivnosti, relativna prevalencija solarnih aktivnih područja i koronalne rupe. Ovaj rad temeljen na podacima MOM donosi uvid u slabe maksimume solarnog ciklusa 24, koji je zabilježen kao osebujan solarni ciklus u smislu ukupne niže aktivnosti od ostalih prethodnih ciklusa.
Zanimljivo je da ova studija pokazuje vrlo jeftin način istraživanja i praćenja turbulencija u solarnoj koronalnoj regiji korištenjem metode radio sondiranja. To može biti od velike pomoći u praćenju sunčeve aktivnosti što zauzvrat može biti ključno u predviđanju svih važnih solarnih vremenskih prilika, posebno u blizini Zemlje.
***
Reference:
- Prasad U., 2021. Prostor Vrijeme, smetnje sunčevog vjetra i radio izboji. Znanstveni europski. Objavljeno 11. veljače 2021. Dostupno na http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- Jain R., dr. 2022. Studija o solarnoj koronalnoj dinamici tijekom post-maxima faze solarnog ciklusa 24 koristeći radio signale S-pojasa iz misije indijskog orbitera Marsa. Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, stac056. Primljeno u izvornom obliku 26. rujna 2021. Objavljeno 13. siječnja 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper i sur. Parkerova solarna sonda ulazi u solarnu koronu s magnetskom dominacijom. fiz. vlč. Lett. 127, 255101. Primljeno 31. listopada 2021. Objavljeno 14. prosinca 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
