החוקרים חקרו את המערבולת בקורונה של השמש באמצעות רָדִיוֹ אותות שנשלחו לכדור הארץ בעלות נמוכה במיוחד מַאְדִים Orbiter כאשר כדור הארץ ו מַאְדִים היו בצמוד בצדדים המנוגדים של השמש (הצירוף מתרחש בדרך כלל פעם בשנתיים בערך). ה רָדִיוֹ אותות מה Orbiter עבר דרך אזור הקורונה של השמש במרחק קרוב של 10 Rʘ (1 Rʘ = סולרי רדיוסים = 696,340 ק"מ). שארית התדר של האות המתקבל נותחה כדי לקבל ספקטרום מערבולות קורונלי. נראה שהממצאים עולים בקנה אחד עם הממצאים באתרו של פארקר סולרי בְּדִיקָה. מחקר זה סיפק הזדמנות בעלות נמוכה מאוד ללמוד דינמיקה באזור העטרה (בהיעדר עלות גבוהה מאוד באתר סולרי בדיקה) ותובנה חדשה לגבי אופן החקירה של מערבולות סולרי אזור העטרה באמצעות אותות רדיו שנשלחו על ידי א מַאְדִים מסלול לכדור הארץ יכול לעזור לשפר את החיזוי של סולרי פעילות בעלת משמעות רבה עבור צורות החיים והציוויליזציה על פני כדור הארץ.
אל האני מַאְדִים משימת אורביטר (MOM) של אינדיאן מֶרחָב ארגון המחקר (ISRO) הושק ב-5 בנובמבר 2013 עם משך חיי משימה מתוכנן של 6 חודשים. הוא עבר בהרבה את חייו ונמצא כעת בשלב המשימה המורחבת.
צוות חוקרים השתמש באותות רדיו מה- Orbiter ללמוד את סולרי קורונה כאשר כדור הארץ ו מַאְדִים היו בצדדים מנוגדים של השמש. במהלך תקופות החיבור, המתרחשות בדרך כלל אחת לשנתיים בערך, אותות רדיו מהמסלול חוצים את סולרי אזור העטרה קרוב ל-10 Rʘ (1 Rʘ = סולרי רדיוסים = 696,340 ק"מ) גובה הליו ממרכז השמש ונותן הזדמנויות ללמוד סולרי דִינָמִיקָה.
אל האני סולרי קורונה הוא האזור שבו הטמפרטורה יכולה להגיע עד כמה מיליוני מעלות צלזיוס. רוחות השמש נובעות ומאיצות באזור זה ובולעות בין פלנטריות רווחים אשר מעצבים את המגנטוספרה של כוכבי הלכת ומשפיעים על שטח מזג אוויר סביבת כדור הארץ. לימוד זה הוא ציווי חשוב1. שימוש בבדיקה במקום תהיה אידיאלית, אולם שימוש באותות רדיו (המשודרים על ידי חללית ומתקבלים בכדור הארץ לאחר נסיעה באזור העטרה מספקים אלטרנטיבה מצוינת.
בעיתון האחרון2 שפורסמו ב-Mothly Notices of Royal Astronomical Society, החוקרים חקרו את המערבולת באזור העטרה הסולרית במהלך תקופה של ירידה בשלב של מחזור השמש ודיווחו כי רוחות השמש מואצות והמעבר שלה מתת-אלפונית לזרימה על-אלפונית מתרחשת בסביבות 10-15 ר'. הם משיגים רוויה בגובה הליו נמוך יחסית לתקופת פעילות סולארית גבוהה. אגב, נראה שממצא זה נתמך על ידי התצפית הישירה על קורונה סולארית על ידי פרקר פרוב3 גם כן.
מכיוון שהקורונה הסולארית היא מדיום פלזמה טעון ובעלת מערבולות פנימית, היא מציגה השפעות פיזור בפרמטרים של גלי רדיו אלקטרומגנטיים העוברים דרכה. מערבולת במדיום העטרה מייצרת תנודות בצפיפות הפלזמה אשר נרשמות כתנודות בשלב של גלי רדיו המגיחים דרך המדיום הזה. לפיכך, אותות רדיו המתקבלים בתחנת הקרקע מכילים את החתימה של תווך מתפשט והם מנותחים ספקטרלית כדי להפיק ספקטרום מערבולות בתווך. זה מהווה את הבסיס לטכניקת צלילי הרדיו העטרה אשר שימשה את החללית לחקר אזורי העטרה.
שיורי תדר דופלר המתקבלים מאותות מנותחים ספקטרלית כדי לקבל ספקטרום מערבולות קורונלי במרחקים הליוצנטריים הנעים בין 4 ל-20 Rʘ. זהו האזור שבו רוח השמש מואצת בעיקר. השינויים במשטר המערבולת משתקפים היטב בערכי אינדקס ספקטרלי של ספקטרום תנודות התדר הזמני. הוא נצפה שספקטרום כוח טורבולנציה (ספקטרום זמני של תנודות תדר) במרחק הליוצנטרי נמוך יותר (<10 Rʘ), השתטח באזורים בתדרים נמוכים יותר עם אינדקס ספקטרלי נמוך יותר התואם לאזור האצת רוח השמש. ערכי אינדקס ספקטרלי נמוכים יותר קרובים יותר לפני השטח של השמש מציינים את משטר הזנת האנרגיה שבו המערבולת עדיין לא מפותחת. למרחקים הליוצנטריים גדולים יותר (> 10Rʘ), העקומה מתחללת עם אינדקס ספקטרלי קרוב ל-2/3, מה שמעיד על משטרים אינרציאליים של מערבולות מפותחות מסוג קולמוגורוב שבהן אנרגיה מועברת דרך מדורגת.
המאפיינים הכוללים של ספקטרום הטורבולנציה תלויים בגורמים כמו שלב מחזור הפעילות השמשית, השכיחות היחסית של אזורים פעילים בשמש, וחורים קורונליים. עבודה זו המבוססת על נתוני MOM מדווחת על תובנה לגבי המקסימום החלוש של מחזור שמש 24, הנרשם כמחזור שמש מוזר במונחים של פעילות נמוכה יותר ממחזורים קודמים אחרים.
מעניין לציין כי מחקר זה מדגים דרך בעלות נמוכה מאוד לחקור ולנטר מערבולות באזור העטרה הסולרית באמצעות שיטת צלילי רדיו. זה יכול להיות מאוד מועיל בשמירה על מעקב אחר פעילות השמש, אשר בתורה יכולה להיות חיונית בחיזוי כל מזג האוויר הסולארי החשוב במיוחד בסביבת כדור הארץ.
***
הפניות:
- Prasad U., 2021. מֶרחָב מזג אוויר, הפרעות רוח סולאריות והתפרצויות רדיו. אירופאי מדעי. פורסם ב-11 בפברואר 2021. זמין ב http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- ג'יין ר., ואח' 2022. מחקר על הדינמיקה של העטרה הסולארית במהלך השלב הפוסט-מקסימלי של מחזור השמש 24 באמצעות אותות רדיו בפס S ממשימת המסלול ההודי של מאדים. הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה, stac056. התקבל בצורה מקורית ב-26 בספטמבר 2021. פורסם ב-13 בינואר 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper et al. בדיקה סולארית של פרקר נכנסת לקורונה השמשית הנשלטת מגנטית. פיזי. הכומר לט. 127, 255101. התקבל ב-31 באוקטובר 2021. פורסם ב-14 בדצמבר 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
