The researchers have studied the turbulence in Sun’s corona using ραδιόφωνο signals sent to Earth by the ultra-low-cost Μάρτιος Orbiter when the Earth and Μάρτιος were in conjunction on the opposite sides of the Sun (the conjunction usually happens once in approximately two years). The ραδιόφωνο σήματα από το Orbiter had passed through the corona region of Sun at a close distance of 10 Rʘ (1 Rʘ = ηλιακός 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 Ηλιακός Probe. This study provided a very low-cost opportunity to study dynamics in coronal region (in absence of a very high cost in-situ ηλιακός probe) and a new insight into how investigation of turbulence in ηλιακός coronal region using radio signals sent by a Μάρτιος orbiter to Earth can help improve prediction of ηλιακός activity which is of great significance for life forms and the civilization on Earth.
Η Μάρτιος Orbiter Mission (MOM) of Indian Χώρος Οργανισμός Έρευνας (ISRO) εκτοξεύτηκε στις 5 Νοεμβρίου 2013 με προγραμματισμένη διάρκεια ζωής 6 μηνών. Έχει ξεπεράσει κατά πολύ τη διάρκεια ζωής του και αυτή τη στιγμή βρίσκεται στη φάση της εκτεταμένης αποστολής.
A team of researchers used radio signals from the Orbiter να μελετήσει το ηλιακός corona when the Earth and Μάρτιος 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 ηλιακός coronal region as close as 10 Rʘ (1 Rʘ = ηλιακός radii = 696,340 km) helio-altitude from the center of Sun and gives opportunities to study ηλιακός δυναμική.
Η ηλιακός corona is the region where temperature can be as high as several million degrees centigrade. The solar winds originate and accelerate in this region and engulf interplanetary χώρων which shape the magnetosphere of planets and affect the χώρος weather near-Earth environment. Studying this is an important imperative1. Η ύπαρξη ενός επιτόπιου ανιχνευτή θα ήταν μια ιδανική, ωστόσο η χρήση ραδιοφωνικών σημάτων (που μεταδίδονται από διαστημόπλοια και λαμβάνονται στη Γη μετά από ταξίδι στην περιοχή του στέμματος είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση.
Στο πρόσφατο έγγραφο2 που δημοσιεύθηκαν στο Monthly Notices of Royal Astronomical Society, οι ερευνητές μελέτησαν τις αναταράξεις στην περιοχή του ηλιακού στέμματος κατά τη διάρκεια μιας περιόδου φθίνουσας φάσης του ηλιακού κύκλου και αναφέρουν ότι οι ηλιακοί άνεμοι επιταχύνονται και η μετάβασή τους από υποαλφβενική σε υπεραλφβενική ροή συμβαίνει περίπου στις 10-15 Rʘ. Επιτυγχάνουν κορεσμό σε συγκριτικά χαμηλότερα ηλιο-υψόμετρα σε σύγκριση με την περίοδο υψηλής ηλιακής δραστηριότητας. Παρεμπιπτόντως, αυτό το εύρημα φαίνεται να υποστηρίζεται από την άμεση παρατήρηση της ηλιακής κορώνας από τον Parker Probe3 επίσης.
Καθώς το ηλιακό στέμμα είναι ένα φορτισμένο μέσο πλάσματος και έχει εγγενείς αναταράξεις, εισάγει διασπορά στις παραμέτρους των ηλεκτρομαγνητικών ραδιοκυμάτων που ταξιδεύουν μέσα από αυτό. Οι αναταράξεις στο στεφανιαίο μέσο παράγουν διακυμάνσεις στην πυκνότητα του πλάσματος που καταγράφονται ως διακυμάνσεις στη φάση των ραδιοκυμάτων που αναδύονται μέσω αυτού του μέσου. Έτσι, τα ραδιοφωνικά σήματα που λαμβάνονται στον επίγειο σταθμό περιέχουν την υπογραφή του μέσου διάδοσης και αναλύονται φασματικά για να εξαχθεί το φάσμα αναταράξεων στο μέσο. Αυτό αποτελεί τη βάση της τεχνικής του στεφανιαίου ραδιοηχητικού ήχου που έχει χρησιμοποιηθεί από το διαστημόπλοιο για τη μελέτη των στεφανιαίων περιοχών.
Τα υπολείμματα συχνότητας Doppler που λαμβάνονται από τα σήματα αναλύονται φασματικά για να ληφθεί φάσμα στεφανιαίων αναταράξεων σε ηλιοκεντρικές αποστάσεις που κυμαίνονται μεταξύ 4 και 20 Rʘ. Αυτή είναι η περιοχή όπου ο ηλιακός άνεμος επιταχύνεται κυρίως. Οι αλλαγές στο καθεστώς αναταράξεων αντικατοπτρίζονται καλά στις τιμές του φασματικού δείκτη του φάσματος χρονικής διακύμανσης συχνότητας. Παρατηρείται ότι το φάσμα ισχύος αναταράξεων (χρονικό φάσμα διακυμάνσεων συχνότητας) σε χαμηλότερη ηλιοκεντρική απόσταση (<10 Rʘ), έχει ισοπεδωθεί σε περιοχές χαμηλότερων συχνοτήτων με χαμηλότερο φασματικό δείκτη που αντιστοιχεί στην περιοχή επιτάχυνσης του ηλιακού ανέμου. Οι χαμηλότερες τιμές φασματικού δείκτη πιο κοντά στην επιφάνεια του Ήλιου υποδηλώνουν το καθεστώς εισροής ενέργειας όπου οι αναταράξεις είναι ακόμη ανεπαρκώς ανεπτυγμένες. Για μεγαλύτερες ηλιοκεντρικές αποστάσεις (> 10Rʘ), η καμπύλη κλιμακώνεται με φασματικό δείκτη κοντά στα 2/3, που είναι ενδεικτικό αδρανειακών καθεστώτων ανεπτυγμένων αναταράξεων τύπου Kolmogorov όπου η ενέργεια μεταφέρεται μέσω καταρράκτη.
Τα συνολικά χαρακτηριστικά του φάσματος αναταράξεων εξαρτώνται από παράγοντες όπως η φάση του κύκλου ηλιακής δραστηριότητας, η σχετική επικράτηση των ηλιακών ενεργών περιοχών και οι στεφανιαίες οπές. Αυτή η εργασία που βασίζεται σε δεδομένα MOM αναφέρει μια εικόνα για τα αδύναμα μέγιστα του ηλιακού κύκλου 24, η οποία καταγράφεται ως ένας περίεργος ηλιακός κύκλος όσον αφορά τη συνολική χαμηλότερη δραστηριότητα από άλλους προηγούμενους κύκλους.
Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η μελέτη δείχνει έναν τρόπο πολύ χαμηλού κόστους για τη διερεύνηση και την παρακολούθηση των αναταράξεων στην ηλιακή στεφανιαία περιοχή χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ραδιοηχογράφησης. Αυτό μπορεί να είναι εξαιρετικά χρήσιμο για την παρακολούθηση της ηλιακής δραστηριότητας, η οποία με τη σειρά της μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας για την πρόβλεψη όλων των σημαντικών ηλιακών καιρικών συνθηκών, ιδιαίτερα στην περιοχή της Γης.
***
αναφορές:
- Prasad U., 2021. Χώρος Weather, Solar Wind Disturbances and Radio Bursts. Scientific European. Published 11 February 2021. Available at http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- Jain R., et αϊ 2022. Μια μελέτη για τη δυναμική του ηλιακού στέμματος κατά τη φάση μετά το μέγιστο του ηλιακού κύκλου 24 χρησιμοποιώντας ραδιοφωνικά σήματα ζώνης S από την αποστολή ινδικού τροχιακού Άρη. Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, stac056. Λήφθηκε στην αρχική μορφή στις 26 Σεπτεμβρίου 2021. Δημοσιεύθηκε στις 13 Ιανουαρίου 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- Οι J. C. Kasper et al. Το Parker Solar Probe εισέρχεται στην μαγνητικά κυριαρχούμενη ηλιακή κορώνα. Phys. Αναθ. Lett. 127, 255101. Λήψη 31 Οκτωβρίου 2021. Δημοσιεύθηκε στις 14 Δεκεμβρίου 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
