NASA-sonde raket finder heliumstrukturer i solens atmosfære

Helium er det næstmest udbredte grundstof i universet efter brint. Men forskerne er ikke sikre på, hvor meget der faktisk er i solens atmosfære, hvor det er svært at måle. At kende mængden af ​​helium i solatmosfæren er vigtigt for at forstå oprindelsen og accelerationen af ​​solvinden - den konstante strøm af ladede partikler fra Solen.

I 2009 NASA lancerede en sonderende raketundersøgelse for at måle helium i den udvidede solatmosfære - første gang vi har samlet et komplet globalt kort. Resultaterne, for nylig udgivet i Natur astronomi , hjælper os med bedre at forstå vores rummiljø.

Tidligere, når man måler forholdet mellem helium og brint i solvinden, når den når Jorden, observationer har fundet meget lavere forhold end forventet. Forskere havde mistanke om, at det manglende helium kunne være blevet efterladt i Solens yderste atmosfæriske lag - koronaen - eller måske i et dybere lag. At opdage, hvordan dette sker, er nøglen til at forstå, hvordan solvinden accelereres.

For at måle mængden af ​​atmosfærisk helium og brint, NASA's Helium Resonance Spredning i Corona og Heliosfæren, eller HERSCHEL, klingende raket tog billeder af solkoronaen. Ledet af Naval Research Lab i Washington, D.C., HERSCHEL var et internationalt samarbejde med Osservatorio Astrofisico di Torino i Italien og Institute d'Astrophysique Spatiale i Frankrig.

HERSCHELs observationer viste, at helium ikke var jævnt fordelt rundt om koronaen. Ækvatorområdet havde næsten intet helium, mens områderne på mellembreddegrader havde mest. Sammenligning med billeder fra ESA/NASA's Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), forskerne var i stand til at vise overfloden på de midterste breddegrader overlapper med hvor Solens magnetiske feltlinjer åbner ud i solsystemet.

Dette viser, at forholdet mellem helium og brint er stærkt forbundet med magnetfeltet og hastigheden af ​​solvinden i koronaen. De ækvatoriale områder, som havde lav heliumkoncentrationsmålinger, matchede målinger fra solvinden nær Jorden. Dette peger på, at solatmosfæren er mere dynamisk, end forskerne troede.

HERSCHEL-sonde raketundersøgelsen tilføjer et arbejde, der søger at forstå oprindelsen af ​​den langsomme komponent af solvinden. HERSCHEL fjernundersøger grundstofsammensætningen af ​​området, hvor solvinden accelereres, som kan analyseres i takt med in situ målinger af det indre solsystem, såsom dem fra Parker Solar Probe. Mens solens varme er nok til at drive det letteste grundstof - ioniserede brintprotoner - til at undslippe solen som en supersonisk vind, anden fysik skal hjælpe med at drive accelerationen af ​​tungere grundstoffer såsom helium. Dermed, forstå elementær overflod i solens atmosfære, giver yderligere information, når vi forsøger at lære hele historien om, hvordan solvinden accelereres.

I fremtiden, videnskabsmænd planlægger at tage flere observationer for at forklare forskellen i overflod. To nye instrumenter – Metis og EUI ombord på ESA/NASAs Solar Orbiter – er i stand til at foretage lignende globale overflodsmålinger og vil hjælpe med at give ny information om heliumforholdet i koronaen.