Parker Solar Probe löser 70 år gammalt mysterium om solaktivitet

DNVN - För första gången i historien har NASAs Parker Solar Probe flugit genom en region av solen där magnetfält explosivt separerar och återansluter, vilket direkt bekräftar en teori som forskare har debatterat i 70 år.

Tack vare NASA:s Parker Solar Probe har forskare äntligen sett hur solen faller isär och exploderar. Uppdraget har bekräftat en 70 år gammal teori om de magnetiska krafterna bakom solstormar. Källa: Shutterstock

Genombrottet förklarar hur solen släpper lös enorma energiutbrott som skapar solstormar och orkaner som är kraftfulla nog att störa satelliter, elnät och kommunikationer på jorden.

Bekräftar årtionden gamla teorier om solen

Ett team lett av Southwest Research Institute (SwRI) har tillhandahållit de första direkta bevisen som bekräftar långvariga teorier om magnetisk återkoppling, en kraftfull process som frigör lagrad magnetisk energi och driver solstormar, koronala massutkastningar och andra rymdväderfenomen. Genombrottet möjliggjordes av NASA:s Parker Solar Probe (PSP), den enda rymdsonden som flugit genom solens övre atmosfär.

Magnetisk återanslutning sker när magnetiska fältlinjer i överhettad plasma bryts isär och sedan återansluts i en annan konfiguration. Denna plötsliga förändring frigör en enorm mängd energi. På solen orsakar denna process utbrott som kan sprida sig över solsystemet och störa tekniken på jorden, inklusive satelliter, kommunikation och elnät. Att utveckla noggranna modeller för hur återanslutning fungerar på solen är nyckeln till att förutsäga dessa störande solstormar innan de når vår planet.

En SwRI-ledd studie av solen har bekräftat årtionden gamla teoretiska modeller för solens magnetiska återkoppling. Mätningar från NASA:s Parker Solar Probe har hjälpt till att fylla viktiga luckor i data om de processer som driver solutbrott, koronala massutkastningar och andra rymdväderfenomen. Mätningarna gjordes från den region som visas i vitt, vilken har identifierats som ursprunget till koronala massutkastningar. Figurerna som visas här är från bilder tagna av ESA:s Solar Orbiter-uppdrag. Bildkälla: ESA/NASA/Solar Orbiter.

Från jordens magnetosfär till solen

”Återkoppling sker på flera rumsliga och tidsmässiga skalor, i rymdplasmor som sträcker sig från solen till jordens magnetosfär, från laboratoriemiljöer till kosmiska skalor”, säger Dr. Ritesh Patel, forskare vid avdelningen för solsystemvetenskap och utforskning vid SwRI i Boulder, Colorado, och huvudförfattare till en ny artikel publicerad i Nature Astronomy. ”Sedan slutet av 1990-talet har vi kunnat identifiera återkoppling i solens korona genom avbildning och spektroskopi. In situ-detektion har varit möjlig i jordens magnetosfär med uppskjutningen av uppdrag som NASA:s Magnetosphere Multiscale (MMS)-uppdrag. Liknande studier i solens korona blev dock bara möjliga med uppskjutningen av NASA:s Parker Solar Probe 2018.”

PSP:s exempellösa närhet till solen har öppnat dörren för upptäckter som en gång ansågs omöjliga. Under en nära förbiflygning den 6 september 2022 stötte rymdfarkosten på ett massivt utbrott och samlade in de första detaljerade bilderna och mätningarna av plasma- och magnetfältaktivitet under en sådan händelse. Genom att kombinera dessa observationer med data från Europeiska rymdorganisationens (ESA) Solar Orbiter bekräftade det SwRI-ledda teamet att PSP verkligen hade flugit genom en magnetisk återanslutningszon i solens atmosfär för första gången.

NASA:s Parker Solar Probe är den första rymdsonden som flyger direkt genom solens yttre atmosfär och samlar in exempellösa data om solaktivitet och dess effekter på jorden. Bild: NASA GSFC/CIL/Brian Monroe

Långvariga modeller äntligen bekräftade

”Vi har utvecklat teorin om magnetisk återkoppling i nästan 70 år, så vi har en grundläggande uppfattning om hur de olika parametrarna kommer att bete sig”, sa Patel. ”Mätningarna och observationerna från mötet validerade årtionden av numeriska simuleringar inom en viss grad av osäkerhet. Uppgifterna kommer att fungera som starka begränsningar för framtida modeller och ge en väg till att förstå PSP-solmätningar från andra tidsskalor och händelser.”

NASAs MMS-uppdrag, lett av SwRI, har gett forskare en uppfattning om hur återanslutning sker i den jordnära miljön i mindre skala. PSP-observationerna från 2022 ger nu forskare den saknade pusselbiten som kopplar samman återanslutning på jordskala med solskalan. Därefter kommer SwRI att arbeta för att avgöra om återanslutningsmekanismer associerade med störningar eller fluktuationer och magnetiska vågor finns i de solregioner som PSP identifierat som upplever aktiv återanslutning.

Låser upp hemligheten bakom energiöverföring

”Pågående forskning gör upptäckter på flera skalor som gör det möjligt för oss att se hur energi överförs och hur partiklar accelereras”, sa Patel. ”Att förstå dessa processer i solen kan hjälpa oss att bättre förutsäga solaktivitet och förbättra vår förståelse av miljön nära jorden.”

Parker Solar Probe är ett NASA-uppdrag utformat för att studera solen på nära håll och utforska hur dess aktivitet formar jordens miljö. Det är en del av NASA:s Living with Stars-program, som fokuserar på sol-jord-systemet och dess inverkan på vardagsliv och samhälle. Programmet hanteras av NASA:s Goddard Space Flight Center i Maryland för myndighetens Science Mission Directorate i Washington. Själva rymdfarkosten designades och byggdes av Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, som också driver och hanterar uppdraget.

La Khe (enligt SciTech Daily)

Källa: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/tau-tham-do-mat-troi-parker-giai-ma-bi-an-keo-dai-70-nam-ve-hoat-dong-cua-mat-troi/20250824073432046