REKLÁM

Az ISRO Mars Orbiter Missziója (MOM): Új betekintés a naptevékenység előrejelzésébe

A kutatók a Nap koronájában kialakuló turbulenciát tanulmányozták rádiójelek segítségével, amelyeket az ultraolcsó Mars-pálya küldött a Földre, amikor a Föld és a Mars együtt volt a Nap ellentétes oldalán (az együttállás általában körülbelül kétévente történik meg). . A keringőről érkező rádiójelek 10 Rʘ (1 Rʘ = napsugár = 696,340 XNUMX km) közeli távolságban haladtak át a Nap koronatartományán. A kapott jel frekvenciamaradékát elemeztük, hogy megkapjuk a korona turbulencia spektrumát. Úgy tűnt, hogy az eredmények összhangban vannak a Parker Solar Probe in situ eredményeivel. Ez a tanulmány nagyon alacsony költségű lehetőséget kínált a koronális régió dinamikájának tanulmányozására (nagyon magas költségű in situ szoláris szonda hiányában), és új betekintést nyújtott abba, hogy miként vizsgálható a turbulencia a napkoronális régióban egy Mars-járó által küldött rádiójelek segítségével. A Földre való eljuttatás segíthet javítani a naptevékenység előrejelzését, ami nagy jelentőséggel bír a Föld életformái és civilizációja szempontjából. 

Az Indiai Űrkutatási Szervezet (ISRO) Mars Orbiter Mission (MOM) küldetését 5. november 2013-én indították útjára, a küldetés tervezett élettartama 6 hónap. Jóval túllépte élettartamát, és jelenleg a meghosszabbított küldetés fázisában van.  

Egy kutatócsoport a keringőről érkező rádiójeleket használta a napkoronának tanulmányozására, amikor a Föld és a Mars a Nap ellentétes oldalán volt. A konjunkciós periódusokban, amelyek általában körülbelül kétévente fordulnak elő, a keringőről érkező rádiójelek a Nap középpontjától 10 Rʘ (1 Rʘ = napsugár = 696,340 XNUMX km) heliomagasságra áthaladnak a napkoronális régión. lehetőséget ad a napdinamika tanulmányozására.  

A napkorona az a régió, ahol a hőmérséklet akár több millió Celsius fokot is elérhet. A napszelek ebben a régióban keletkeznek és felgyorsulnak, és elnyelnek olyan interplanetáris tereket, amelyek alakítják a bolygók magnetoszféráját, és befolyásolják az űridőjárást a Föld-közeli környezetben. Ennek tanulmányozása nagyon fontos1. Ideális lenne egy in situ szonda alkalmazása, azonban a rádiójelek használata (amelyeket űrhajók továbbítanak és a Földön a koronális régión való utazás után fogadnak) kiváló alternatívát jelentenek.  

A legutóbbi lapban2 A Monthly Notices of Royal Astronomical Society című folyóiratban megjelent kutatók tanulmányozták a napkoronális régió turbulenciáját a napciklus hanyatló szakaszában, és arról számoltak be, hogy a napszelek felgyorsulnak, és átmenete a szubalfvenikus áramlásról a szuperalfvenikus áramlásra körülbelül 10-15 óra között történik. Rʘ. A telítettséget viszonylag alacsonyabb helio-magasságon érik el, mint a magas napaktivitási periódusban. Ezt a megállapítást egyébként alátámasztani látszik a Parker Probe Solar Corona közvetlen megfigyelése3 is.  

Mivel a napkorona egy töltött plazmaközeg, és belső turbulenciája van, diszperzív hatást vált ki a rajta áthaladó elektromágneses rádióhullámok paramétereiben. A koronális közeg turbulenciája a plazmasűrűség ingadozásait idézi elő, amelyek az adott közegen áthaladó rádióhullámok fázisának ingadozásaként regisztrálódnak. Így a földi állomáson vett rádiójelek tartalmazzák a terjedő közeg aláírását, és spektrális elemzésnek vetik alá a közeg turbulenciaspektrumát. Ez képezi a koronális rádiós hangtechnika alapját, amelyet az űrszonda a koronális régiók tanulmányozására használt.  

A jelekből kapott Doppler-frekvencia-maradékokat spektrálisan elemezzük, hogy megkapjuk a korona turbulencia spektrumát 4 és 20 Rʘ közötti heliocentrikus távolságokon. Ez az a régió, ahol a napszél elsősorban felgyorsul. A turbulenciarendszer változásait jól tükrözik az időbeli frekvencia fluktuációs spektrum spektrális indexértékei. Megfigyelhető, hogy a turbulencia teljesítményspektruma (frekvencia-ingadozások időbeli spektruma) kisebb heliocentrikus távolságon (<10 Rʘ) az alacsonyabb frekvenciájú régiókban ellaposodott, alacsonyabb spektrális indexszel, ami megfelel a napszél gyorsulási tartományának. A Nap felszínéhez közelebb eső alacsonyabb spektrális indexértékek azt az energiabeviteli rendszert jelölik, ahol a turbulencia még fejletlen. Nagyobb heliocentrikus távolságok esetén (> 10Rʘ) a görbe 2/3-hoz közeli spektrális indexszel meredek, ami a kialakult Kolmogorov-típusú turbulencia tehetetlenségi rendszerére utal, ahol az energia kaszkádon keresztül szállítódik.  

A turbulencia spektrum általános jellemzői olyan tényezőktől függenek, mint a naptevékenységi ciklus fázisa, a nap aktív régióinak relatív előfordulása és a koronalyukak. Ez a MOM-adatokon alapuló munka betekintést nyújt a 24. napciklus gyenge maximumaiba, amelyet sajátos napciklusként tartanak nyilván az összességében alacsonyabb aktivitás tekintetében, mint a többi korábbi ciklus. 

Érdekes módon ez a tanulmány egy nagyon alacsony költségű módszert mutat be a napkoronális régió turbulenciájának vizsgálatára és monitorozására rádiós szondázási módszerrel. Ez rendkívül hasznos lehet a naptevékenység nyomon követésében, ami viszont kulcsfontosságú lehet minden fontos szoláris időjárás előrejelzésében, különösen a Föld közelében.  

***

Referenciák:  

  1. Prasad U., 2021. Űridőjárás, napszél-zavarok és rádiókitörések. Tudományos európai. Közzétéve: 11. február 2021. Elérhető: http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  
  1. Jain R., et al 2022. Tanulmány a napkorona dinamikájáról a napciklus 24 utáni szakaszában, az indiai Mars keringési küldetés S-sávos rádiójeleinek felhasználásával. A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi értesítése, stac056. Eredeti formában érkezett: 26. szeptember 2021. Közzétéve: 13. január 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 
  1. J. C. Kasper et al. A Parker napszonda belép a mágnesesen dominált napkoronába. Phys. Rev. Lett. 127, 255101. Érkezés: 31. október 2021. Közzétéve: 14. december 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Tudományos újságíró | A Scientific European folyóirat alapító szerkesztője

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

Gravitációs hullám háttér (GWB): áttörés a közvetlen érzékelésben

A gravitációs hullámot először észlelték közvetlenül...

Hogyan keletkezhetett a COVID-19 Omicron-változata?

Az egyik szokatlan és legérdekesebb tulajdonsága az erősen...

Legmelegebb hőmérséklet 130°F (54.4C) Kaliforniában, USA-ban rögzítették

A kaliforniai Death Valley magas hőmérséklete 130 Celsius-fok volt...
- Reklám -
94,873VentilátorokMint
47,754KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás