Inihayag ng mga siyentipiko ang unang tuloy-tuloy, dalawang-dimensional na mapa ng magnetic boundary ng Sol, isang kritikal na rehiyon na kilala bilang ang ibabaw ng Alfvén. Naging posible ang tagumpay dahil sa data na nakolekta sa loob ng ilang taon ng Parker Solar Probe probe ng NASA, na nagsagawa ng hindi pa nagagawang pagsisid sa solar atmosphere, na kilala bilang corona.
Ang ibabaw na ito ay kumakatawan sa isang pangunahing limitasyon: ito ay ang punto kung saan ang daloy ng mga particle na ibinubuga ng bituin, ang solar wind, ay umabot sa bilis na lumampas sa kapasidad ng solar magnetic field na maglaman nito. Mula doon, ang materyal ay hindi na maibabalik sa espasyo sa pagitan ng planeta, na naglalakbay sa buong solar system.
Ang hindi pa naganap na pagmamapa ay hindi lamang nagpapatunay sa pagkakaroon at lokasyon ng hangganang ito, ngunit nagpapakita rin na ang hugis at altitude nito ay lubhang nag-iiba ayon sa 11-taong cycle ng solar activity. Ang pag-unawa sa mga dynamics na ito ay mahalaga sa paglutas ng mga misteryo tungkol sa pag-init ng corona at ang acceleration ng solar wind.
Ang paglalakbay ni Parker Solar Probe
Inilunsad noong 2018, ang Parker Solar Probe ay isa sa pinakamapangahas na misyon sa kasaysayan ng paggalugad sa kalawakan. Ang pangunahing layunin ng Seu ay i-orbit ang Sol nang mas malapit kaysa sa anumang iba pang artifact ng tao, na binabagtas ang solar atmosphere upang magsagawa ng mga direktang sukat. Ang Para ay nakaligtas sa matinding temperatura, na maaaring umabot sa halos 1,400 degrees Celsius, ang probe ay nilagyan ng makabagong carbon-composite heat shield. Binibigyang-daan ito ng Sua elliptical trajectory na gumawa ng mabilis na pagpasa sa corona, nangongolekta ng mahalagang data bago lumayo upang lumamig.
Ang pangunahing instrumento para sa pagmamapa na ito ay SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas at Protons), na idinisenyo upang sukatin ang mga katangian ng mga particle na bumubuo sa solar wind. Sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagtawid sa ibabaw ng Alfvén, nagawang itala ng Parker ang mga pagbabago sa mga katangian ng plasma, pagpapatunay ng mga pagtatantya na ginawa mula sa mga malalayong obserbasyon at pagbibigay ng detalyadong view ng rehiyon kung saan ipinanganak ang solar wind.
Ang mga pagbabago sa solar cycle 25
Ang mga obserbasyon ng probe ay sumasaklaw sa yugto ng pag-akyat ng kasalukuyang solar cycle, numero 25, na nagsimula noong 2019 at papalapit na sa tuktok ng aktibidad nito. Inihayag ng data na ang average na taas ng ibabaw ng Alfvén ay tumaas ng humigit-kumulang 30% sa panahong ito.
Sa panahon ng solar minimum, kapag ang aktibidad ng bituin ay mababa, ang magnetic boundary ay lilitaw na mas makinis at mas malapit sa nakikitang ibabaw ng Sol. Nesse scenario, Parker kailangan para mas mapalapit para ma-cross ito.
Habang nagiging mas aktibo ang Sol, na may dumaraming sunspot at flare, ang ibabaw ng Alfvén ay lumalawak sa kalawakan at nagkakaroon ng mas kumplikado at hindi regular na istraktura, puno ng mga bulge at spike.
Isang mapa na binuo na may maraming pananaw
Ang paggawa ng gayong komprehensibong mapa ay hindi gawain ng isang misyon. Gumamit ang mga mananaliksik ng isang sopistikadong pamamaraan na pinagsama ang iba’t ibang mga mapagkukunan ng data upang lumikha ng isang kumpletong larawan.
Ang mga direktang pagsukat ng Parker Solar Probe, na isinagawa sa loob ng korona, ay nagsilbing pangunahing pinagmumulan ng pagpapatunay, na nagpapatunay sa eksaktong lokasyon ng hangganan sa mga partikular na punto sa orbit nito.
Ang data na ito ay isinama sa malalayong obserbasyon mula sa Solar Orbiter mission, isang pakikipagtulungan sa pagitan ng ESA at NASA, na nag-aaral ng Sol mula sa isang intermediate na distansya at ibang pananaw.
Bilang karagdagan, ginamit ang data mula sa spacecraft na nakaposisyon sa punto ng Lagrange L1, isang matatag na lokasyon sa pagitan ng Terra at Sol, na patuloy na sinusubaybayan ang mga katangian ng solar wind na umaabot sa ating planeta.
Ang matulis na hugis ng solar corona
Kinumpirma ng mapa na ang solar boundary ay malayo sa isang unipormeng globo. Ang hitsura ng Sua ay inilarawan bilang “prickly” o “wrinkled”, lalo na sa mga panahon ng pagtaas ng solar activity. Ang mga iregularidad ng Essas ay ang visual na pagpapakita ng mga kumplikadong pisikal na proseso na nagaganap sa korona.
Ang mga bulge at lambak sa ibabaw ng Alfvén ay direktang naka-link sa istraktura ng magnetic field na umuusbong mula sa ibabaw ng Sol. Acredita Pinaniniwalaan na ang mga matulis na hugis na ito ay mga lugar kung saan mas matindi ang paglalabas ng magnetic energy, na nag-aambag sa pagpapabilis ng mga particle ng solar wind sa bilis na maaaring lumampas sa isang milyong kilometro bawat oras.
Kaugnayan sa lagay ng panahon
Ang kakayahang mag-map at mahulaan ang pag-uugali ng ibabaw ng Alfvén ay may direkta at praktikal na mga implikasyon para sa buhay sa Terra. Ang solar wind at solar storms, na mas marahas na coronal mass ejections, ay bumubuo ng tinatawag na “space weather”. Ang Essas na pagsabog ng mga masiglang particle ay maaaring makapinsala sa mga satellite, makagambala sa mga komunikasyon sa radyo at GPS navigation system, at kahit na mag-overload ng mga electrical grid sa lupa. Ang Modelos na mas tumpak na impormasyon tungkol sa pinagmulan at pagpapalaganap ng solar wind, na pinapakain ng mga bagong mapa na ito, ay magbibigay-daan sa mas tumpak na mga hula tungkol sa pagdating ng mga malalang kaganapan sa panahon sa kalawakan, na nagbibigay ng oras para sa mga hakbang na proteksiyon na gawin.
Mga detalye ng hangganan ng solar
Ang konsepto ng ibabaw ng Alfvén ay unang ginawa ng physicist na Hannes Alfvén, nagwagi ng Prêmio Nobel. Ipinalagay ng Ele na dapat mayroong limitasyon sa atmospera ng bituin kung saan ang enerhiya ng magnetic field ay katumbas ng kinetic energy ng lumalawak na plasma. Dentro mula sa hangganang ito, ang plasma ay magnetically konektado sa bituin, na pinipilit na paikutin kasama nito. Fora mula rito, ang plasma ay lumalaya at dumadaloy nang radially sa kalawakan. Ang obserbasyonal na kumpirmasyon at detalyadong pagmamapa ng rehiyong ito ay kumakatawan sa isang milestone para sa heliophysics, paglutas ng isang dekada-gulang na palaisipan at pagbubukas ng mga bagong larangan ng pananaliksik sa pangunahing pisika ng mga bituin. Ang pagiging kumplikado na ipinakita sa mapa, kasama ang pabago-bago at hindi regular na istraktura nito, ay humahamon sa mga mas simpleng modelo at nangangailangan ng mga bagong teorya upang ipaliwanag ang paglipat ng enerhiya sa solar corona.
Mga susunod na hakbang para sa paggalugad
Hindi pa tapos ang misyon ni Parker Solar Probe. Ang probe ay patuloy na gagawa ng mga pass na lalong malapit sa Sol sa mga darating na taon, na malapit nang maabot ang maximum na diskarte nito.
Ang data sa hinaharap ay magbibigay-daan sa amin na pinuhin ang kasalukuyang two-dimensional na mapa, pagdaragdag ng higit pang mga detalye at sa kalaunan ay palawakin ito sa isang three-dimensional na modelo na kinabibilangan ng mga polar na rehiyon ng Sol, na hindi pa gaanong na-explore.