Første observation af en fokuseret plasmabølge på solen
For første gang har forskere observeret plasmabølger fra et soludbrud, der er fokuseret af et koronalt hul, svarende til fokuseringen af lydbølger, der er ansvarlige for Rotunda-effekten i arkitekturen, eller fokuseringen af lys med et teleskop eller mikroskop.
Fundet, der vises i Nature Communications , kunne bruges til at diagnosticere plasmaegenskaber, herunder "sol-tsunamier" genereret af soludbrud og i undersøgelsen af plasmabølgefokusering fra andre astronomiske systemer.
Solkoronaen er den yderste del af solens atmosfære, et område bestående af magnetiske plasmasløjfer og soludbrud. Den er hovedsagelig lavet af ladede ioner og elektroner og strækker sig millioner af kilometer ud i rummet og har en temperatur på over en million Kelvin og er især fremtrædende under en total solformørkelse, når den kaldes en "ildring."
Magnetohydrodynamiske bølger i koronaen er svingninger i elektrisk ladede væsker påvirket af solens magnetfelter. De spiller en fundamental rolle i koronaen, opvarmer koronalplasmaet, accelererer solvinden og genererer kraftige soludbrud, som forlader koronaen og rejser ud i rummet.
De er tidligere blevet observeret undergå typiske bølgefænomener som refraktion, transmission og refleksion i koronaen, men indtil nu er de ikke blevet observeret i fokus.
Ved hjælp af højopløsningsobservationer fra Solar Dynamics Observatory, en NASA-satellit, der har observeret solen siden 2010, analyserede en forskergruppe bestående af forskere fra flere kinesiske institutioner og en fra Belgien data fra et soludbrud fra 2011.
Opblussen ophidsede næsten periodiske forstyrrelser med stor intensitet, der bevægede sig langs soloverfladen. En form for magnetohydrodynamiske bølger, dataene afslørede en række bueformede bølgefronter med blussets centrum i deres centrum.
Dette bølgetog forplantede sig mod midten af solskiven og bevægede sig gennem et koronalt hul - et område med relativt køligt plasma - på en lav breddegrad i forhold til solens ækvator med en hastighed på omkring 350 kilometer i sekundet.
Et koronalt hul er et midlertidigt område med køligt, mindre tæt plasma i solkoronaen; her strækker solens magnetfelt sig ud i rummet ud over koronaen. Ofte går det udvidede magnetfelt tilbage til koronaen til et område med modsat magnetisk polaritet, men nogle gange tillader magnetfeltet en solvind at flygte ud i rummet meget hurtigere end bølgens overfladehastighed.
I denne observation, da bølgefronterne bevægede sig gennem den fjerneste kant af det koronale hul, ændrede de oprindelige bueformede bølgefronter sig til en antibueform, med krumningen vendt 180 grader, fra buet udad til sadelformet udad. De konvergerede derefter til et punkt fokuseret på den anden side af det koronale hul, der lignede en lysbølge, der passerer gennem en konvergerende linse, med formen af det koronale hul, der fungerer som en magnetohydrodynamisk linse.
Numeriske simuleringer ved hjælp af egenskaber af bølgerne, koronaen og det koronale hul bekræftede, at konvergens var det forventede resultat.
Gruppen var kun i stand til at bestemme intensitetsamplitudevariationen af bølgerne, efter at bølgetoget – serien af bevægelige bølgefronter – passerede gennem det koronale hul.
Som forventet steg intensiteten (amplituden) af de magnetohydrodynamiske bølger fra hullet til brændpunktet mellem to til seks gange, og energifluxtætheden steg med en faktor på næsten syv fra præ-fokuseringsområdet til området nær brændpunktet. punkt, som viser, at det koronale hul også fokuserede energi, ligesom en konveks teleskoplinse.
Brændpunktet var omkring 300.000 km fra kanten af det koronale hul, men fokuseringen er ikke perfekt, fordi formen på det koronale hul ikke er nøjagtig. Denne form for magnetohydrodynamisk linsning kan derfor forventes at forekomme med planetariske, stjerne- og galaktiske formationer, ligesom gravitationslinser af lys (af mange bølgelængder), der er blevet observeret omkring nogle stjerner.
Selvom solmagnetohydrodynamiske bølgefænomener som refraktion, transmission og refleksion i koronaen tidligere er blevet observeret, er dette den første linseeffekt af sådanne bølger, der er blevet observeret direkte. Linseeffekten menes at skyldes skarpe ændringer (gradienter) af koronatemperaturen, plasmatætheden og solens magnetiske feltstyrke ved grænsen af det koronale hul, såvel som hullets særlige form.
I betragtning af disse forklarede numeriske simuleringer linseeffekten gennem metoderne for klassisk geometrisk akustik, der bruges til at forklare lydbølgernes opførsel, beslægtet med lysbølgernes geometriske optik.
"Det koronale hul fungerer som en naturlig struktur til at fokusere energien fra magnetohydrodynamisk bølge, svarende til den videnskabelige friktionsbog [og filmen] 'The Three-Body Problem', hvor solen bruges som en signalforstærker," sagde co- forfatter Ding Yuan fra Shenzhen Key Laboratory of Numerical Prediction for Space Storm ved Harbin Institute of Technology i Guangdong, Kina.
Varme artikler
-
Røntgenstråler afslører temperament af mulige planet-hostende stjernerKredit:røntgen:NASA/CXC/Queens Univ. af Belfast/R.Booth, et al .; Illustration:NASA/CXC/M. Weiss En ny undersøgelse med data fra NASAs Chandra X-ray Observatory og ESAs XMM-Newton antyder, at rønt -
Første bevis på planetdækkende grundvandssystem på MarsEksempel på træk identificeret i et dybt bassin på Mars, der viser, at det var påvirket af grundvandet for milliarder af år siden. Kredit:NASA/JPL-Caltech/MSSS Mars Express har afsløret de første -
NASA-astronauter sigter mod Floridas kyst for at afslutte SpaceX-flyvningenPå dette billede fra en video, der er gjort tilgængelig af NASA, astronauterne Doug Hurley, venstre, og Bob Behnken forbereder sig til afdocking fra den internationale rumstation, ombord på SpaceX Cre -
NASA arbejder på at give satellitsværme en bikubeEn SmallSat som denne, arbejder med en sværm af lignende rumfartøjer med mere snæver vinkel, polarimetre med høj opløsning, potentielt kunne revolutionere forståelsen af vejrdannelse og processer. K
- PSA, Fiat Chrysler slutter sig til at skabe verdens fjerdestørste bilproducent
- Sort hul i midten af vores galakse ser ud til at blive mere sulten
- Laserbilleddannelse kunne tilbyde tidlig detektion af udsatte kunstværker
- Et nyt MXene-materiale viser ekstraordinær elektromagnetisk interferensafskærmningsevne
- At finde NEMO:Fremtiden for gravitationsbølgeastronomi
- Lav værktøjerne til at forbinde isiXhosa og isiZulu med den digitale tidsalder