Сонце наразі випромінює потік електрично заряджених частинок, відомий як сонячний вітер. Як цей потік досягає неймовірних швидкостей, залишалося загадкою протягом десятиліть. Для отримання відповіді знадобилося дві космічні місії та міжнародна співпраця: магнітне поле біля Сонця іноді має нерівності.
«Швидкий» сонячний вітер рухається зі швидкістю близько 500 кілометрів на секунду (310 миль на секунду). Але це не та швидкість, з якою він виходить із корони Сонця – надзвичайно гарячої атмосфери нашої зірки. Вітер, як і корона, має температуру в мільйони градусів, і, як очікується, охолоджується під час розширення, подібно до того, як балончик з аерозолем охолоджується під час використання. І все ж для сонячного вітру охолодження відбувається повільніше.
Довгий час пропонувалося, що ці дві дивні та незрозумілі особливості були пов’язані. Не було чіткої впевненості, але привабливим припущенням була можливість, що хвилі Альвена відповідальні за прискорення. Це великомасштабні коливання магнітного поля Сонця, і нарешті з’явилися переконливі докази того, що це дійсно так.
«Наше дослідження вирішує велике відкрите питання про те, як сонячний вітер отримує енергію, і допомагає нам зрозуміти, як Сонце впливає на своє оточення і, в кінцевому рахунку, на Землю», – заявила доктор Єймі Рівера, співкерівник дослідження зі Смітсонівської астрофізичної обсерваторії. «Якщо цей процес відбувається у нашій місцевій зірці, цілком ймовірно, що він живить вітри від інших зірок у всій галактиці Чумацький Шлях і за її межами, і може мати наслідки для населеності екзопланет».
Це відкриття стало можливим завдяки спільним зусиллям двох неймовірних зондів: Parker Solar Probe NASA і Solar Orbiter Європейського космічного агентства. Перший пролетів повз Сонце ближче, ніж будь-який інший апарат раніше. Останній спостерігає за нашою зіркою зовсім по-іншому. Разом вони надають революційне розуміння сонячного середовища.
«Ми спочатку не усвідомлювали, що Parker і Solar Orbiter вимірюють одне й те саме. Parker виявив повільну плазму поблизу Сонця, яка була наповнена хвилями зворотного відбиття, а Solar Orbiter зафіксував швидкий потік, який отримав тепло і майже не мав хвильової активності», – додав Самуель Бедман, астрофізик з Центру астрофізики та інший співкерівник дослідження. «Коли ми зв’язали ці два явища, це був справжній момент відкриття».
Parker виміряв енергію потоку і виявив, що близько 10 відсотків її було в магнітному полі. Але коли тепер уже швидкий вітер досяг Solar Orbiter, енергія магнітного поля знизилася до 1 відсотка. Висновок був очевидним: магнітна енергія передалася сонячному вітру. Дані показують, що явище, відоме як «зворотні хвилі», приклад хвиль Альвена, було відповідальним за цю передачу.
«Ця нова робота майстерно поєднує деякі великі частини сонячної головоломки. Все більше даних, зібраних Solar Orbiter, Parker Solar Probe та іншими місіями, показує, що різні сонячні явища насправді працюють разом, створюючи це надзвичайне магнітне середовище», – додав Даніель Мюллер, науковий керівник проекту Solar Orbiter ESA.
Робота команд обох місій продовжується, оскільки вони далі досліджують зв’язок між магнітними полями та сонячним вітром.