SOHO изображение Солнца, которое показывает магнитные поля (желтые линии) и солнечный ветер (красные стрелки). Изображение предоставлено NASA / ESA. Нажмите, чтобы увеличить.
Слой глубоко в солнечной атмосфере можно использовать для оценки скорости солнечного ветра, потока электрифицированного газа, который постоянно дует от Солнца. Оценка скорости солнечного ветра улучшит прогнозы космической погоды, что поможет людям исследовать планеты.
Солнечный ветер вытекает из горячей, тонкой внешней атмосферы Солнца, «короны». Исследователи были удивлены, обнаружив, что структура более холодной, плотной нижней атмосферы Солнца, называемой хромосферой, может использоваться для оценки скорости солнечного ветра.
Это было неожиданно, потому что солнечный ветер - явление короны, а хромосфера настолько глубока - это слой чуть выше видимой поверхности Солнца. «Это все равно что обнаружить, что исток реки Нил находится еще в 500 милях от берега», - сказал доктор Скотт Макинтош из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, ведущий автор статьи об этом исследовании, опубликованной 10 мая в Astrophysical Journal.
Новая работа обещает повысить точность прогнозов космического излучения. Солнце иногда запускает миллиарды тонн электрифицированного газа, называемого выбросами корональной массы (CME), в космос со скоростью миллионы миль (километров) в час. Если быстрый CME пашет в медленном солнечном ветре, перед CME возникает удар, ускоряющий электрически заряженные частицы солнечного ветра. Эти быстрые частицы могут разрушать спутники и опасны для незащищенных космонавтов.
«Точно так же, как знание более подробной информации об атмосфере помогает предсказать интенсивность урагана, знание скорости солнечного ветра помогает определить интенсивность штормов космического излучения от CME», - сказал соавтор доктор Роберт Лимон из L-3. Государственные службы в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд
Как и ветер на Земле, солнечный ветер порывистый, его скорость варьируется от 750 000 миль в час (около 350 км / с) до 1,5 млн. Миль в час (700 км / с).
Поскольку солнечный ветер состоит из электрически заряженных частиц, он реагирует на магнитные поля, которые пронизывают атмосферу Солнца. Частицы солнечного ветра текут вдоль невидимых линий магнитной силы, как автомобили на шоссе. Когда линии магнитного поля изгибаются прямо в космос, как это происходит в областях «корональных дыр», солнечный ветер действует как машины на полосе сопротивления, мчащейся с большой скоростью. Когда линии магнитного поля резко изгибаются назад к поверхности Солнца, подобно образцу железных опилок вокруг стержневого магнита, солнечный ветер действует как автомобили в городском движении и возникает относительно медленно. Ученые знали это более тридцати лет и использовали его, чтобы дать приблизительную оценку скорости солнечного ветра - быстрой или медленной.
В новой работе команда связывает скорость солнечного ветра, который дует мимо Земли, с изменениями в солнечной атмосфере, более глубокими, чем это было ранее обнаружено (или даже ожидалось). Измеряя время, необходимое для прохождения звуковой волны между двумя высотами в хромосфере, они смогли определить, что хромосфера эффективно "растягивается" под корональными отверстиями своими открытыми магнитными полями, но сжимается ниже магнитно-замкнутых областей.
Команда использовала наблюдения, чтобы получить непрерывный диапазон скоростей солнечного ветра из структуры хромосферы. Чем шире хромосферный слой, тем больше ему позволяют расширяться за счет открытых магнитных полей и тем быстрее дует солнечный ветер. Этот новый метод более точен, чем старая «быстрая или медленная» оценка.
Космический аппарат НАСА Transition Region и Coronal Explorer (TRACE) использовался для измерения скорости звуковых волн в хромосфере, а космический аппарат NASA Advanced Composition Explorer (ACE) использовался для измерения скорости солнечного ветра, который он дул от Земли. Сравнение данных двух космических аппаратов дало связь.
«До этого открытия мы могли определять скорость солнечного ветра только по космическим кораблям, которые находились примерно на одной линии между Землей и Солнцем, таким как ACE, WIND и Солнечная и гелиосферная обсерватория. Этот флот космических кораблей был размещен вдоль линии Земля-Солнце, потому что нам нужно знать о космической погоде на нашем пути. Однако, по сравнению с размером нашей солнечной системы, это очень узкий диапазон; это как смотреть сквозь содовую солому. Благодаря этому открытию мы можем использовать TRACE для создания изображений, которые могут предсказать скорость солнечного ветра во всей половине солнечной системы », - сказал доктор Джо Гурман, исследователь по солнечной энергии в НАСА Годдард.
Первоисточник: Пресс-релиз SWRI
