A kutatók a Sun korona turbulenciáját tanulmányozták rádió jeleket küld a Földre az ultra-alacsony költségű Mars Orbiter amikor a Föld és Mars együtt voltak a Nap ellentétes oldalán (a konjunkció általában körülbelül kétévente történik meg). A rádió jeleket a Orbiter 10 Rʘ közeli távolságban haladt át a Nap korona régióján (1 Rʘ = nap sugár = 696,340 XNUMX km). A kapott jel frekvenciamaradékát elemeztük, hogy megkapjuk a korona turbulencia spektrumát. Úgy tűnt, hogy az eredmények összhangban vannak Parker in situ megállapításaival Nap Szonda. Ez a tanulmány nagyon alacsony költségű lehetőséget kínált a koronális régió dinamikájának tanulmányozására (nagyon magas költség hiányában in situ nap szonda) és egy új betekintést a turbulencia vizsgálatába nap koronális régió rádiójelek segítségével, amelyeket a Mars A Föld körüli keringés segíthet az előrejelzés javításában nap tevékenység, amely nagy jelentőséggel bír a földi életformák és civilizáció számára.
A Mars Orbiter Mission (MOM) az indiai Hely Kutatási szervezet (ISRO) 5. november 2013-én indult, a küldetés tervezett időtartama 6 hónap. Jóval túllépte élettartamát, és jelenleg a meghosszabbított küldetés fázisában van.
Egy kutatócsoport rádiójeleket használt a Orbiter tanulni nap korona, amikor a Föld és Mars a Nap ellentétes oldalán voltak. A konjunkció időszakaiban, amelyek általában körülbelül kétévente fordulnak elő, a keringőről érkező rádiójelek áthaladnak a nap a koronális régió 10 Rʘ-hoz közeli (1 Rʘ = nap sugara = 696,340 XNUMX km) helio-magasság a Nap középpontjától, és lehetőséget ad a tanulmányozásra nap dinamika.
A nap A korona az a régió, ahol a hőmérséklet akár több millió Celsius fokot is elérhet. A napszél ebben a régióban ered és felgyorsul, és elnyeli a bolygóközi területeket terek amelyek a bolygók magnetoszféráját alakítják és befolyásolják a hely időjárási földközeli környezet. 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:
- Prasad U., 2021. Hely Időjárás, 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/
- 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
- 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
***
