Solar Orbiter пролетел через магнитный излом и обнаружил, откуда берутся таинственные структуры в солнечном ветре

Европейский космический аппарат Solar Orbiter прошёл сквозь магнитный излом (switchback) в солнечном ветре. Собранные данные впервые позволили исследователям проследить его происхождение до атмосферы Солнца.

Switchback — это резкий S-образный излом магнитного поля, которое солнечный ветер уносит от светила. Подобные структуры фиксировали ещё в 1970-х годах аппараты Helios 1 и Helios 2, однако их природа до сих пор вызывала споры. В 2022 году Solar Orbiter впервые получил прямой снимок предсказанной S-образной формы такого излома, а теперь аппарат прошёл непосредственно сквозь него и исследовал его вещество.

В момент измерений Solar Orbiter находился примерно на середине пути между Землёй и Солнцем. Прибор Solar Wind Analyzer обнаружил внутри излома сильно ионизированные ионы кислорода и углерода. Такие частицы не способны долго существовать в холодном межпланетном пространстве, поэтому их наличие говорит о том, что вещество пришло из горячих петель солнечной короны. Это подкрепляет одну из двух основных теорий возникновения магнитных изломов — процесс пересоединения открытых и замкнутых силовых линий магнитного поля (interchange reconnection). При их соединении плазма, удерживаемая в замкнутых корональных петлях, вырывается в космос и формирует наблюдаемый излом.

Вместе с тем данные показали, что вторая теория — о роли волн и турбулентности в самом солнечном ветре — тоже верна, но относится к более позднему этапу. «Как только магнитный излом покидает границу Солнца, волны и турбулентность берут верх и определяют его движение. Судя по всему, оба процесса участвуют в образовании и перемещении изломов, но действуют на разных стадиях их существования», — пояснила соавтор исследования Стефани Ярдли из Университета Нортумбрии (Великобритания).

Кроме того, учёные привлекли изображения солнечного диска и модели магнитного поля, что позволило выстроить целостную картину происхождения магнитного излома. Понимание того, как солнечные частицы выбрасываются в космос, важно для прогнозирования космической погоды: потоки заряженных частиц способны нарушать работу спутников, систем связи и энергосетей на Земле. «Солнечный ветер связывает Землю и Солнце, и наше понимание его динамики напрямую влияет на защиту планеты от экстремальных космических явлений», — отметил научный руководитель миссии Solar Orbiter в Европейском космическом агентстве Дэниел Мюллер.

Источник: iXBT