Naučnici su kombinujući podatke sa više svemirskih letelica širom Sunčevog sistema kreirali su do sada najdetaljniju mapu ključne granice na Suncu. To je granica gde Sunčev magnetni uticaj prestaje da ubrzava solarni vetar, poznata kao Alfvenova površina.
Prvi put, ova promenljiva struktura je kontinuirano rekonstruisana otkrivajući kako se njen oblik menjao tokom prve polovine 25. solarnog ciklusa, piše „Science Alert“.
Mapa pruža ključne informacije za razumevanje Sunčeve blistave atmosfere.
„Podaci Parkerove solarne sonde duboko ispod Alfvenove površine mogli bi pomoći u odgovorima na velika pitanja o sunčevoj koroni, poput toga zašto je tako vruća“, kaže astrofizičar Sem Bedman iz Harvardskog i Smitsonijanovog centra za astrofiziku (CfA), prvi autor studije. „Ali da bismo odgovorili na ta pitanja, prvo moramo tačno znati gde je granica“, dodaje on.
Šta je Alfvenova površina?
Alfvenova površina, granica koju naučnici poznaju decenijama, je tačka bez povratka. To je mesto gde magnetni uticaj Sunca slabi do tačke gde talasi solarnog materijala više ne mogu da se vrate ka Suncu, a solarni vetar, kako se udaljava, gubi svoju magnetnu vezu sa ovom zvezdom.
Solarni vetar je konstantan tok čestica koji izvire iz Sunca i putuje kroz ceo Sunčev sistem. Iako može da pobegne ispod Alfvenove površine, upravo je ta površina granica gde vetar prelazi iz magnetnog vođenja u slobodno strujanje.
Način na koji se ovaj interfejs menja – širenje, skupljanje i stvaranje šiljaka – direktno utiče na to kako on interaguje sa Zemljom i drugim planetama. Ovo igra ključnu ulogu u svemirskom vremenu, fenomenu koji može ugroziti komunikacione tehnologije, elektroenergetske mreže i satelite u orbiti. Pored toga, Sunce je jedina zvezda za koju imamo alat za direktno merenje Alfvenove površine: Parkerovu solarnu sondu.
Parkerov smeli zaron
Od 2021. godine, Parkerova solarna sonda je više puta zaronila ispod Alfvenove površine, šaljući nazad podatke koji su sada potvrđeni kao nedvosmislen uzorak dinamike ispod te granice.
„Ovaj rad pokazuje van svake sumnje da sa svakom orbitom, Parkerova solarna sonda zaroni duboko u region gde se rađa solarni vetar“, kaže astronom Majkl Stivens iz CfA. „Sada ulazimo u uzbudljiv period gde će sonda iz prve ruke svedočiti kako se ovi procesi menjaju dok Sunce ulazi u sledeću fazu svog ciklusa aktivnosti.“
Istraživači su analizirali podatke koje je sonda prikupila tokom svojih najbližih približavanja Suncu, nazvanih perihel.
Uporedili su ove podatke sa posmatranjima letelice „Solar Orbiter“, koja proučava Sunce sa veće udaljenosti, kao i sa podacima sa tri letelice koje se nalaze u Lagranževoj tački L1 – gravitaciono stabilnom regionu između Zemlje i Sunca. Ove tri letelice su pružile ključne informacije o brzini, gustini, temperaturi i magnetnom polju solarnog vetra.
Pogled u budućnost i druge zvezde
Rezultati su otkrili da je Parker samo zagrebao površinu turbulentne Alfvenove površine tokom većine svojih preleta. Tek tokom svoja dva najdublja zarona, izvršena na vrhuncu solarne aktivnosti, sonda je uspela da zaroni duboko ispod granice.
Kombinovani podaci, prikupljeni tokom šest godina kako se solarna aktivnost povećavala, takođe su pokazali da se Alfvenova površina proširila za oko 30 procenata svoje prosečne visine.
„Kako Sunce prolazi kroz cikluse aktivnosti, ono što vidimo jeste da oblik i visina Alfvenove površine oko Sunca postaju sve veći i takođe šiljatiji“, kaže Badman. „To je zapravo ono što smo predvideli u prošlosti, ali sada to možemo direktno da potvrdimo.“
Ova otkrića će pomoći naučnicima da detaljnije razumeju fiziku Sunca, posebno sa budućim podacima koje će Parker prikupiti kako se Sunce približava solarnom minimumu.
Istraživanje takođe ima implikacije za proučavanje drugih zvezda. Na primer, zvezde sa jačim magnetnim poljima verovatno imaju mnogo veće Alfvenove granice, što bi moglo uticati na planete u bliskim orbitama i potencijalno ometati razvoj života.
„Ranije smo mogli samo da procenimo granicu Sunca iz daljine, bez ikakvog načina da proverimo da li smo dobili tačan odgovor, ali sada imamo preciznu mapu koju možemo da koristimo za navigaciju dok je proučavamo“, zaključuje Badman.
Istraživanje je objavljeno u časopisu „The Astrophysical Journal Letters“.
