Čínsko-německý tým vědců identifikoval magnetické struktury ve sluneční koróně, kde vzniká rychlý sluneční vítr. Pomocí obrázků a Dopplerových map ze spektra ultrafialového měření emitovaného záření (SUMER) a magnetogramů dodaného Michelsonovým Dopplerovým zobrazovačem (MDI) na kosmické sluneční a helioférické observatoře (SOHO) ESA a NASA pozorovali proudění slunečního větru z magnetických polí ve tvaru trychtýře, která jsou ukotvena v pruzích magnetické sítě poblíž povrchu Slunce. Tato pozorování jsou prezentována v časopise Science 22. dubna. Výzkum vede k lepšímu pochopení magnetické povahy zdrojů slunečního větru, proudu jemné a horké plazmy (elektricky vodivý plyn), který ovlivňuje vesmírné prostředí Země.
Sluneční vítr sestává z protonů, alfa částic (dvojnásobně ionizovaného helia), těžkých iontů a elektronů proudících z povrchu Slunce rychlostí 300 až 800 km / s. Těžké ionty v koronálních zdrojových oblastech emitují záření při určitých ultrafialových vlnových délkách. Když teče směrem k Zemi, stejně jako při sledování vznikajícího slunečního větru, vlnové délky ultrafialové emise se zkracují, jev nazývaný Dopplerův jev, který je dobře známý ve své akustické variantě, například ze změny tónu roh policejního auta, když se blíží nebo ustupuje od posluchače. Ve slunečním případě je plazmatický pohyb směrem k nám, což znamená pryč od slunečního povrchu, detekován jako modrý posun v ultrafialovém spektru, a lze jej tedy použít k identifikaci začátku odtoku slunečního větru.
LETNÍ ultrafialové spektrum je podobné tomu, které je vidět, když hranol rozděluje bílé světlo na duhu odlišných barev. Ultrafialové záření je však pro lidské oko neviditelné a nemůže proniknout do zemské atmosféry. Analýzou ultrafialové emise získané SUMERem na vesmírné observatoři SOHO z vesmíru se mohou solární fyzici dozvědět hodně o Slunci a odvodit teplotu plynů, chemické složení a pohyb v různých atmosférických vrstvách.
„Jemná magnetická struktura zdrojové oblasti slunečního větru zůstává nepolapitelná,“ řekl první autor Prof. Chuanyi Tu z Katedry geofyziky Pekingské univerzity v Pekingu v Číně. „Po mnoho let pozorovali sluneční a vesmírní fyzici rychlé proudy slunečního větru přicházející z koronálních oblastí s otevřenými čarami magnetického pole a nízkou intenzitou světla, tzv. Koronální díry. Pouze kombinací komplexních pozorování SOHO novým způsobem jsme však mohli odvodit vlastnosti zdrojů uvnitř koronálních děr. Zdá se, že rychlý sluneční vítr pochází z koronálních nálev s rychlostí asi 10 km / s ve výšce 20 000 km nad fotosférou “.
„Rychlý sluneční vítr začíná vytékat z vrcholu trychtýřů v koronálních dírách rychlostí toku asi 10 km / s,“ uvádí prof. Tu. „Tento odtok je považován za velké skvrny v Dopplerově modře posunu (šrafované oblasti na obrázku výše) spektrální linie emitované ionty Ne + 7 při teplotě 600 000 kelvinů, které lze použít jako dobrý indikátor pro tok horké plazmy . Srovnáním s magnetickým polem, jak bylo extrapolováno z fotosféry pomocí MDI magnetických dat, jsme zjistili, že vzor modrého posunu této linie nejlépe koreluje s otevřenými strukturami polí na 20 000 km. “
SUMER spektrometr zkoumal zdroje slunečního větru pozorováním ultrafialového záření přicházejícího z velké oblasti severní polární oblasti Slunce. „Jasná identifikace podrobné magnetické struktury zdroje, která se nyní objevuje jako koronální nálevky, a stanovení výšky uvolnění a počáteční rychlosti slunečního větru jsou důležitými kroky při řešení problémů s dodávkou hmoty a základním zrychlením. Nyní se můžeme zaměřit na studium dalších plazmatických podmínek a fyzických procesů, které se vyskytují v rozšiřujících se koronálních nálevkách a v jejich úzkých krcích ukotvených v magnetické síti, “říká prof. Eckart Marsch, spoluautor vědecké práce.
Řešení povahy a původu slunečního větru je jedním z hlavních cílů, pro které byl SOHO navržen. Astronomické společenství je již dlouho známo, že rychlý sluneční vítr pochází z koronálních děr. Novinkou je objev, že tyto toky začínají v koronálních nálevkách, jejichž zdroj je umístěn na okrajích magnetické sítě. Těsně pod povrchem Slunce jsou velké konvekční buňky. Každá buňka má s ní spojená magnetická pole, která jsou soustředěna v síťových drahách magneto-konvekcí, kde jsou kotevní krky ukotveny. Plazma, stále ještě uzavřená v malých smyčkách, je přiváděna konvekcí do trychtýřů a poté je tam uvolňována, jako je kbelík vody vyprázdněn do otevřeného vodního kanálu.
„Dříve se věřilo, že rychlý sluneční vítr vzniká na jakékoli dané otevřené polní linii v ionizační vrstvě atomu vodíku mírně nad fotosférou,“ říká Prof. Marsch, „Nízký dopplerovský posun emisní linie z uhlíkových iontů ukazuje, že k hromadnému odlivu dosud nedošlo ve výšce 5 000 km. Sluneční větrná plazma je nyní považována za dodávanou plazmatem pocházejícím z mnoha malých magnetických smyček s výškou pouhých několika tisíc kilometrů, která vytlačuje nálevku. Prostřednictvím magnetického opětovného připojení je plazma přiváděna ze všech stran do trychtýře, kde může být urychlována a nakonec tvořit sluneční vítr. “
Nástroj SUMER byl postaven pod vedením Dr. Klause Wilhelma, který je také spoluautorem příspěvku, v Institutu Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy (dříve Max Planck Institute for Aeronomy) v německém Lindau, s klíčovými příspěvky z Institut d'Astrophysique Spatiale ve francouzském Orsay, NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelt, Maryland, Kalifornská univerzita v Berkeley, a s finanční podporou od německých, francouzských, amerických a švýcarských národních agentur. SOHO pracuje téměř deset let ve zvláštním výhodném místě ve vesmíru, 1,5 milionu kilometrů od Země, na sluneční straně Země. SOHO je projekt mezinárodní spolupráce mezi Evropskou kosmickou agenturou a NASA. Byl vypuštěn na raketě Atlas II-AS z Kennedyho vesmírného střediska NASA na Floridě v prosinci 1995 a je provozován z Goddard Space Flight Center.
Původní zdroj: Max Planck Society News Release
