REKLÁM

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

The researchers have studied the turbulence in Sun’s corona using radio signals sent to Earth by the ultra-low-cost Mars orbiter when the Earth and Mars were in conjunction on the opposite sides of the Sun (the conjunction usually happens once in approximately two years). The radio signals from the orbiter had passed through the corona region of Sun at a close distance of 10 Rʘ (1 Rʘ = solar radii = 696,340 km). The frequency residual of the received signal was analyzed to obtain coronal turbulence spectrum. The findings seemed to be consistent with in-situ findings of Parker Solar Probe. This study provided a very low-cost opportunity to study dynamics in coronal region (in absence of a very high cost in-situ solar probe) and a new insight into how investigation of turbulence in solar coronal region using radio signals sent by a Mars orbiter to Earth can help improve prediction of solar activity which is of great significance for life forms and the civilization on Earth. 

A Mars Orbiter Mission (MOM) of Indian Space Research Organization (ISRO) was launched on 5 November 2013 with a planned mission lifetime of 6 months. It has far surpassed its lifetime and is currently in the extended mission phase.  

A team of researchers used radio signals from the orbiter to study the solar corona when the Earth and Mars were on opposite sides of the Sun. During the periods of conjunction, which usually happen once in approximately two years, radio signals from the orbiter cross through the solar coronal region as close as 10 Rʘ (1 Rʘ = solar radii = 696,340 km) helio-altitude from the center of Sun and gives opportunities to study solar dynamics.  

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

Fogászat: A povidon-jód (PVP-I) megelőzi és kezeli a COVID-19 korai fázisait

A povidon-jód (PVP-I) felhasználható...

mRNS-1273: A Moderna Inc. új koronavírus elleni mRNS-oltása pozitív eredményeket mutat

Egy biotechnológiai cég, a Moderna, Inc. bejelentette, hogy az "mRNA-1273",...

Az azonos nemű emlősök szaporodásának biológiai akadályai leküzdve

A tanulmány először mutatta ki egészséges egérutódok...
- Reklám -
94,519VentilátorokMint
47,682KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás