Ahol a napkorona napszéllé válik

319

Amerikai kutatók sikeresen előcsalogatták a napkorona halvány fényét a STEREO űrszonda képeiből, hogy annak a napszélbe való átmenetét kutassák.

A kapcsolat a napszél, a Nap felől áramló töltött részecskék áradata, és a forrás, a Nap között már régóta, a napszél 1950-es években történt felfedezése óta foglalkoztatja a csillagászokat. A napszél a Földnél kavargó és turbulens: a Nap közelében, a koronában, ahonnan kiindul, viszont sugarakba és nyalábokba rendezett, akár a napsugarak egy gyerekrajzon. Az átmenet helye és módja a szabályos napkoronából a zavarosabb napszélbe viszont mindeddig rejtély maradt.

20160927_stereo-wind_kep1
A korona és a napszél kapcsolata a NASA grafikáján. Klikk a képre az animációért. (Forrás: NASA Goddard/Lisa Poje)

Amerikai kutatók most a NASA STEREO űrszondái segítségével végre sikeresen örökítették meg és azonosították a Nap legszélétől a napszélbe tartó átmeneti régiót. Az innen gyűjtött ismeretek fontos részletekkel szolgálnak a Naprendszer űridőjárásának kialakulásáról és mozgatórugóiról. Ez az űridőjárás pedig ugyanúgy kihat a robotokkal vagy emberekkel végzett bolygóközi utazásra, mint ahogy a földi időjárás befolyásolta bolygónk első felfedezőit.

Ahogy a Földnél, úgy jóval a Plutón túl is, a környezetünket a Nap aktivitása alakítja. A Nap, és annak légköre is plazmából áll, pozitív és negatív töltöttségű részecskék keverékéből, amelyek a fizikai tulajdonságaiktól függően hol magukkal viszik, hol pedig követik a mágneses erővonalakat. A napkoronából ez a plazma kifelé áramlik, napszéllel töltve meg a Naprendszert. A koronában az áramlás a mágneses erővonalakat követi, ez alakítja ki a képeken látott, jellegzetes struktúrákat. De a kutatók észrevették, hogy a Naptól távolodva ez a kép egyszer csak megváltozik: a Nap mágneses tere egy idő után elveszti az uralmat a plazma felett, létrehozva a határréteget, amely elválasztja a korona, és így a Nap legkülső szélét a bolygóközi űrtől.

“Ahogy távolodunk a Naptól, a mágneses térerősség gyorsabban lecsökken, mint a részecskék létrehozta nyomás” – magyarázza Craig DeForest, a Southwest Research Institute munkatársa, kutatás vezetője. – “Végül az anyag egyre inkább hagyományos gázként kezd viselkedni, mintsem mágneses tér uralta plazmaként.” Egy lehetséges hasonlat a vízipisztolyból kilőtt vízsugár, amely kezdetben még összefüggő, de aztán egyedi cseppekre esik szét. Hasonlóképpen bomlanak fel a koronára jellemző struktúrák is a Naptól távolodva.

A STEREO eredeti felvételei, csillagokkal és beszűrődő napfénnyel (balra), illetve a megtisztított képek (jobbra). (Forrás: NASA/JHUAPL/NRL, DeForest et al.)
A STEREO eredeti felvételei, csillagokkal és beszűrődő napfénnyel (balra), illetve a megtisztított képek (jobbra). Klikkelésre mozgásba jön. (Forrás: NASA/JHUAPL/NRL, DeForest et al.)

Azt a kutatók már korábban is feltételezték, hogy a mágneses erők (illetve azok lecsökkenése) formálja a külső koronát, de közvetlenül megfigyelniük ezelőtt még nem sikerült. A külső korona, harmincmillió km-re a Nap felszínétől, már igen ritka, de még nem teljesen láthatatlan, mert a benne lévő elektronok szórják a napfényt. De a megjelenítése komoly képfeldolgozást igényelt: a kiterjedt, de halvány struktúrákat a jóval fényesebb csillagoktól, a beszűrődő közvetlen napfénytől és még a porszemcséken szóródó állatövi fénytől is el kellett választani.

Egy másik animáció a napból áramló részecskék tengeréről. (Forrás: DeForest et al.)
Egy másik animáció a napból áramló részecskék tengeréről. (Klikk a képre.) (Forrás: DeForest et al.)

De a végeredmény megérte a sok munkát, és a napszéllé szétoszló koronáról készült felvételek újfajta vizsgálatokat tettek lehetővé. A kutatók megállapították, hogy a mágneses tér uralma alól kikerülve a napszél nem kezd sima, sugárirányú áramlásba, hanem turbulens, örvénylő közeggé válik. Az örvények és sűrűbb csomók pedig jó kiindulási alapot jelenthetnek a napszélt kintebb, a Föld távolságában megfigyelt változásainak magyarázatához. Ezek a kutatások segíthetnek megérteni a Naprendszer egészére kiterjedő, nagy skálájú űridőjárást szabályozó fizikai folyamatokat is.

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban jelent meg.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás