Солнечный зонд Parker подошел ближе к Солнцу, чем любой другой космический корабль

Датчик Parker Solar Probe определил положение критической поверхности Альфвен впервые в истории. Это граница между солнечной короной и свободным течением солнечного ветра. Это произошло в апреле этого года, когда зонд трижды входил в корону Солнца. Сама граница несферическая и расположена на среднем расстоянии в 18,8 радиусов Солнца от центра звезды.

Вблизи Солнца поведение заряженных частиц контролируется магнитным полем звезды, при этом магнитное давление в короне превышает тепловое давление, а магнитогидродинамические альфвеновские волны распространяются в ней намного быстрее, чем звуковые волны.

Считается, что магнитное поле отвечает за ряд явлений, происходящих в атмосфере Солнца, таких как аномальный нагрев короны, формирование корональных петель и стримеров, а также ускорение солнечного ветра.

Плазма короны и солнечные ветры

Чтобы различать коронную плазму, все еще связанную с Солнцем, и свободное течение солнечного ветра, астрономы ввели понятие критической поверхности Альфвена. Вне его радиальная составляющая скорости солнечного ветра превышает скорость распространения альфвеновских волн, а плотность кинетической энергии солнечного ветра меньше плотности магнитной энергии.

Ученые давно интересовались процессами, происходящими в субальвеновской области, такими механизмами, которые могут быть ответственны за нагрев ионов в короне (например, резонансное затухание ионно-циклотронных волн) или явлением инверсии магнитное поле, описанный как нелинейные альфвеновские волны.

До недавнего времени для исследований космических аппаратов был доступен только поток солнечного ветра, уже не связанный со звездой. Ситуация изменилась в 2018 году, когда в космос был запущен солнечный зонд Parker Solar Probe, который до сих пор совершил десять встреч с Солнцем из запланированных 24. Он проводит исследования параметров Солнца. Солнечный ветер и внешние слои звезды при очень близких столкновениях с ней.

Результаты полета Паркера через корону

Астрономы из Мичиганского университета опубликовали первые результаты анализа наблюдений субальвеновского потока солнечного ветра, полученные с помощью Parker Solar Probe 28 апреля 2021 года во время восьмого сближения с Солнцем. Сеанс наблюдений длился 5 часов, расстояние от аппарата до центра звезды варьировалось от 19,7 до 18,4 радиуса Солнца. Всего во время сближения произошло три первых в истории события проникновения зонда в область под поверхностью Альфвена.

На основе собранных данных ученым удалось восстановить объемную картину магнитного поля в области между фотосферой Солнца и зондом. Оказалось, что поверхность Альфвена действительно несферическая и находится на среднем расстоянии 18,8 радиуса Солнца от центра звезды. Область короны ниже этой границы характеризуется числом Маха Альфвена 0,78 и магнитной энергией, которая превышает как кинетическую, так и тепловую энергии заряженных частиц.

Ученые отмечают, что, когда Паркер впервые проник в корону, она прошла через поток солнечного ветра, который возникает на быстро расширяющихся линиях магнитного поля, расположенных над псевдостримером, крупномасштабным структурным элементом короны Солнца. Третье корональное проникновение произошло над экваториальной корональной дырой Солнца.

Исследователи ожидают, что по мере приближения солнечного зонда Паркера к Солнцу количество открытий будет увеличиваться. В середине декабря 2024 года аппарат приблизится к Солнцу на расстояние около 9-10 солнечных радиусов.