Tin tức Deeper

Parker Solar thăm dò dấu vết gió mặt trời đến nguồn của nó trên bề mặt mặt trời: các lỗ vành

Ngày:
Th12 05, 2019
Tóm lược:

Dữ liệu mới từ tàu thăm dò năng lượng mặt trời Parker gần mặt trời hơn bất kỳ tàu vũ trụ nào khác cho phép các nhà vật lý lập bản đồ nguồn gốc của một thành phần chính của gió mặt trời liên tục tiêu diệt Trái đất. Gió mặt trời chậm dường như xuất hiện từ các lỗ vành dọc theo đường xích đạo của mặt trời. Dữ liệu cũng cho thấy sự đảo ngược từ trường lạ có thể làm gia tốc các hạt gió mặt trời và một đám bụi sao chổi dày đặc bất ngờ quanh mặt trời.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Một năm trước, tàu thăm dò mặt trời Parker của NASA đã bay gần mặt trời hơn bất kỳ vệ tinh nào trong lịch sử, thu thập một kho dữ liệu ngoạn mục từ rìa của hành tinh triệu độ của mặt trời.

Bây giờ, dữ liệu đó đã cho phép các nhà vật lý năng lượng mặt trời lập bản đồ nguồn gốc của một thành phần chính của gió mặt trời liên tục phá hủy bầu khí quyển Trái đất, đồng thời tiết lộ sự đảo ngược từ trường lạ có thể gia tốc các hạt này về phía hành tinh của chúng ta.

Những hạt gia tốc này tương tác với từ trường của Trái đất tạo ra cực quang (ánh sáng phía bắc và phía nam) đầy màu sắc. Nhưng chúng cũng có khả năng làm hỏng mạng lưới điện và mạng viễn thông trên bề mặt Trái đất, đe dọa các vệ tinh quay quanh và có thể gây nguy hiểm cho các phi hành gia trong không gian.

Các nhà vật lý năng lượng mặt trời càng hiểu về môi trường từ tính của mặt trời và cách nó ném các hạt gió mặt trời về phía các hành tinh, họ sẽ có thể dự đoán các sự kiện và ngăn ngừa thiệt hại tốt hơn.

Nhiệm vụ thăm dò mặt trời Parker của NASA đã đi gần Mặt trời hơn bất kỳ vật thể nào do con người tạo ra. (Ảnh được cung cấp bởi NASA / Johns Hopkins APL)
Nhiệm vụ thăm dò mặt trời Parker của NASA đã đi gần Mặt trời hơn bất kỳ vật thể nào do con người tạo ra. (Ảnh được cung cấp bởi NASA / Johns Hopkins APL)

Có một sự kiện thời tiết không gian lớn vào năm 1859 đã thổi tung các mạng điện báo trên Trái đất và một vào năm 1972 đã khai thác các mỏ hải quân ở miền Bắc Việt Nam, chỉ từ các dòng điện được tạo ra bởi cơn bão mặt trời. Chúng ta là một xã hội công nghệ nhiều hơn so với chúng ta vào năm 1972, mạng lưới thông tin liên lạc và mạng lưới điện trên Trái đất rất phức tạp, do đó, những xáo trộn lớn từ mặt trời có thể là một điều rất nghiêm trọng. Có thể tắt hoặc cách ly các bộ phận của lưới điện hoặc tắt các hệ thống vệ tinh có thể dễ bị tổn thương.

Tạp chí Nature sẽ đăng những phát hiện này trực tuyến vào ngày 4 tháng 12 trong một trong bốn bài báo mô tả tất cả những phát hiện mới từ cuộc gặp gỡ gần gũi năm 2018 của tàu thăm dò với mặt trời. Tất cả bốn bài báo sẽ xuất hiện trong ấn bản in ngày 12 tháng 12 của tạp chí.

Lỗ vành

Một trong những mục tiêu chính của Parker Solar thăm dò là khám phá nguồn gốc của gió mặt trời “chậm” và làm thế nào nó được tăng tốc trong bầu khí quyển nóng của mặt trời – mặt trời 1 triệu độ C (khoảng 2 triệu độ F) corona. Gió mặt trời bao gồm các hạt tích điện, chủ yếu là proton và hạt nhân helium, đi dọc theo đường sức từ của mặt trời. Cái gọi là gió mặt trời “nhanh”, có tốc độ từ 500 đến 1.000 km mỗi giây, được biết là đến từ các lỗ lớn trên corona mặt trời ở hai cực bắc và nam của mặt trời. Nhưng nguồn gốc của gió mặt trời “chậm”, dày đặc hơn nhưng chỉ bằng một nửa tốc độ của gió mặt trời “nhanh”, còn chưa được hiểu rõ hơn.

Các từ trường xung quanh mặt trời tại thời điểm cuộc chạm trán của Parker Solar thăm dò cách đây một năm. Bề mặt mặt trời được tô màu để hiển thị sự phát xạ của tia cực tím cực mạnh, trong khi các lỗ vành có vẻ nhẹ hơn. Các đường màu đen là từ trường vòng kín, trong khi màu xanh lam và đỏ là các đường trường mở có cực âm và cực tương ứng. Các chuyển đổi hoặc máy bay phản lực được quan sát bởi đầu dò được hiển thị dưới dạng các đường xoắn trong các đường trường mở nổi lên từ một lỗ vành và kết nối với PSP. (Đồ họa của UC Berkeley; hình ảnh tàu vũ trụ của NASA / Johns Hopkins APL)
Các từ trường xung quanh mặt trời tại thời điểm cuộc chạm trán của Parker Solar thăm dò cách đây một năm. Bề mặt mặt trời được tô màu để hiển thị sự phát xạ của tia cực tím cực mạnh, trong khi các lỗ vành có vẻ nhẹ hơn. Các đường màu đen là từ trường vòng kín, trong khi màu xanh lam và đỏ là các đường trường mở có cực âm và cực tương ứng. Các chuyển đổi hoặc máy bay phản lực được quan sát bởi đầu dò được hiển thị dưới dạng các đường xoắn trong các đường trường mở nổi lên từ một lỗ vành và kết nối với PSP. (Đồ họa của UC Berkeley; hình ảnh tàu vũ trụ của NASA / Johns Hopkins APL)

Dữ liệu từ cuộc chạm trán đầu tiên của tàu thăm dò – tàu thăm dò đã có hai cuộc gặp gỡ thân mật khác trong cách tiếp cận gần nhất, hoặc perihelion, về quỹ đạo của nó quanh mặt trời – cho thấy vô số vật lý mới.

Ba cuộc chạm trán đầu tiên của tàu thăm dò mặt trời mà chúng ta có từ trước đến nay đều rất ngoạn mục. Chúng ta có thể thấy cấu trúc từ tính của corona, cho chúng ta biết rằng gió mặt trời đang nổi lên từ các lỗ vành nhỏ; chúng ta thấy hoạt động bốc đồng, các tia nước lớn hoặc chuyển đổi mà chúng ta nghĩ là có liên quan đến nguồn gốc của gió mặt trời; – bản thân khí không ổn định và tự tạo ra sóng. Và các nhà khoa học cũng ngạc nhiên bởi sự hung dữ của môi trường bụi trong vũ trụ bên trong.

Trong mỗi lần gặp gỡ gần đây, tàu thăm dò đã đậu lâu hơn một tuần trên một lỗ vành đang truyền các hạt gió mặt trời dọc theo đường sức từ qua đầu dò, giúp các thiết bị trên tàu thăm dò một cái nhìn chưa từng thấy về bề mặt bên dưới.

Nhờ ánh xạ cực tím của mặt trời bởi các tàu vũ trụ khác, chẳng hạn như STEREO, Bale và các đồng nghiệp của ông đã có thể theo dõi gió và từ trường trở lại một nguồn – các lỗ vành – cho thấy mạnh mẽ rằng các lỗ này là nguồn của gió mặt trời chậm. Các lỗ vành liên quan đến các điểm mặt trời là khu vực mát mẻ và ít mật độ hơn các corona xung quanh.

Điều bất ngờ là một loạt các cú lật trong từ trường khi nó lướt qua tàu vũ trụ. Trong những khoảng thời gian này, từ trường đột nhiên tự đảo ngược 180 độ và sau đó vài giây sẽ lật lại.

Bụi sao chổi

Một điều ngạc nhiên khác là bụi đã làm tiêu tan con tàu vũ trụ liên tục trong mỗi lần bay qua perihelion – điểm trên quỹ đạo nơi tàu vũ trụ ở gần mặt trời nhất. Có lẽ nhỏ hơn micron, một phần nghìn milimét, các hạt bụi có khả năng là mảnh vụn từ các tiểu hành tinh hoặc sao chổi tan chảy gần mặt trời và để lại bụi bị mắc kẹt. Bụi đó hiện đang quay xung quanh mặt trời và Bale nghi ngờ rằng phần lớn nó đâm vào tàu vũ trụ đang bị đẩy ra ngoài bởi áp lực ánh sáng và định mệnh hoàn toàn thoát khỏi hệ mặt trời.

Probe Parker năng lượng mặt trời gặp phải rất nhiều bụi xung quanh mặt trời, nhưng on-board cụ phát hiện một mỏng bắt đầu từ khoảng 7 triệu dặm từ bề mặt, hỗ trợ các ý tưởng về một khu vực bụi dài đưa ra giả thuyết gần mặt trời. (Ảnh được cung cấp bởi NASA Goddard / Scott Wiessinger)
Probe Parker năng lượng mặt trời gặp phải rất nhiều bụi xung quanh mặt trời, nhưng on-board cụ phát hiện một mỏng bắt đầu từ khoảng 7 triệu dặm từ bề mặt, hỗ trợ các ý tưởng về một khu vực bụi dài đưa ra giả thuyết gần mặt trời. (Ảnh được cung cấp bởi NASA Goddard / Scott Wiessinger)

Bale nói rằng nghiên cứu gió mặt trời từ Trái đất giống như nghiên cứu nguồn gốc của một thác nước từ gần đáy, nơi nhiễu loạn che khuất những gì đang xảy ra trên đỉnh.

Bây giờ với tàu thăm dò năng lượng mặt trời Parker, chúng ta đang ngày càng tiến gần hơn đến đỉnh thác và chúng ta có thể thấy rằng có cấu trúc bên dưới. Tại nguồn, những gì chúng ta thấy là một thứ gì đó kết hợp với các tia nước bốc lên trên nó. Bạn có một lỗ nhỏ – một lỗ vành – và gió mặt trời đang thoát ra từ đó trong một dòng chảy trơn tru. Nhưng sau đó, trên đỉnh của nó có những chiếc máy bay phản lực. Vào thời điểm bạn đi ngược dòng từ nó xuống Trái đất, tất cả chỉ là hỗn hợp. 

Bale sẽ thảo luận về kết quả từ cuộc gặp gỡ gần gũi đầu tiên và so sánh chúng với kết quả của hai cuộc gặp gỡ tiếp theo trong các cuộc đàm phán tại cuộc họp của Hiệp hội Địa vật lý Mỹ sắp diễn ra tại San Francisco bắt đầu vào ngày 8/12.

Thiết bị FIELDS dùng để đo điện trường và từ trường, và phần lớn thiết bị SWEAP (Solar Wind Electron Alphas and Proton) được chế tạo tại Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ của UC Berkeley với sự tài trợ của NASA.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học California – Berkeley . Bản gốc được viết bởi Robert Sanders. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. SD Bale, ST Badman, JW Bonell, TA Bowen, D. Burgess, AW Case, CA Cattell, BDG Chandran, CC Chaston, CHK Chen, JF Drake, T. Dudok de Wit, JP Eastwood, RE Ergun, WM Farrell, C Fong, K. Goetz, M. Goldstein, KA Goodrich, PR Harvey, TS Horbury, GG Howes, JC Kasper, PJ Kellogg, JA Klimchuk, KE Korreck, VV Krasnoselskikh, S. Krucker, R. Laker, DE MacDowall, M. Maksimovic, DM Malaspina, J. Martinez-Oliveros, DJ McComas, N. Meyer-Vernet, M. Moncuquet, FS Mozer, TD Phan, M. Pulupa, NE Raouafi, C. Salem, D. Stansby, M Stevens, A. Szabo, M. Velli, T. Woolley, JR Wygant. Gió mặt trời có cấu trúc cao nổi lên từ một lỗ vành xích đạo . Thiên nhiên , 2019; DOI:10.1038 / s41586-019-1818-7

Bài viết liên quan

Bài viết khác