Billeddannelse af turbulens inden for soltransienter for første gang
Wide-field Imager for Parker Solar Probe (WISPR) Science Team, ledet af U.S. Naval Research Laboratory (NRL), fangede udviklingen af turbulens, da en Coronal Mass Ejection (CME) interagerede med den omgivende solvind i det cirkumsolare rum. Denne opdagelse er rapporteret i Astrophysical Journal .
Ved at udnytte sin unikke placering inde i solens atmosfære fangede det NRL-byggede WISPR-teleskop på NASA's Parker Solar Probe (PSP)-mission, drevet af Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), i enestående detaljer samspillet mellem en CME og baggrunden omgivende solvind.
Til WISPR-holdets overraskelse viste billeder fra et af teleskoperne, hvad der så ud som turbulente hvirvler, såkaldte Kelvin-Helmholtz-instabiliteter (KHI). Sådanne strukturer er blevet afbildet i den terrestriske atmosfære som tog af halvmånebølgelignende skyer og er resultatet af kraftig vindforskydning mellem skyens øvre og nedre niveau. Selvom dette fænomen sjældent afbildes, menes det at forekomme regelmæssigt ved grænsefladen mellem væskestrømme, når de rette forhold opstår.
"Vi havde aldrig forventet, at KHI-strukturer kunne udvikle sig til store nok skalaer til at blive afbildet i synligt lys CME-billeder i heliosfæren, da vi designede instrumentet," sagde Angelos Vourlidas, Ph.D., JHUAPL og WISPR Project Scientist.
"Disse fine detaljeobservationer viser styrken af WISPR højfølsomhedsdetektoren kombineret med det nærliggende udsigtspunkt, som Parker Solar Probes unikke kredsløb om solmøder giver," siger Mark Linton, Ph.D., leder af NRL Heliophysics Theory and Modeling Sektion og hovedefterforsker for WISPR-instrumentet.
Det skarpe øje fra et tidligt karrieremedlem af WISPR-teamet, Evangelos Paouris, Ph.D., George Mason University opdagede KHI-strukturerne. Paouris og hans WISPR-kolleger foretog en grundig undersøgelse for at verificere, at strukturerne faktisk var KHI-bølger. Resultaterne rapporterer ikke kun om et ekstremt sjældent fænomen, selv på Jorden, men åbner også et nyt efterforskningsvindue med vigtige konsekvenser for civilsamfundet og Department of Defense (DOD).
"Den turbulens, der giver anledning til KHI, spiller en grundlæggende rolle i at regulere dynamikken i CME'er, der strømmer gennem den omgivende solvind. Derfor er forståelse af turbulens nøglen til at opnå en dybere forståelse af CME-evolution og kinematik," sagde Paris. I forlængelse heraf vil denne viden føre til mere nøjagtige forudsigelser af ankomsten af CME'er i Jordens nærhed og deres virkninger på civile og DODs rumaktiver, og dermed sikre samfundet og krigskæmperen.
"Den direkte billeddannelse af ekstraordinære flygtige fænomener som KHI med WISPR/PSP er en opdagelse, der åbner et nyt vindue for at forstå bedre CME-udbredelse og deres interaktion med den omgivende solvind," sagde Paouris.
WISPR er det eneste billedinstrument ombord på NASA Parker Solar Probe-missionen. Instrumentet, der er designet, udviklet og ledet af NRL, optager billeder i synligt lys af solkoronaen og soludstrømningen i to overlappende kameraer, der tilsammen observerer mere end 100 graders vinkelbredde fra solen.
Denne NASA-mission rejser tættere på solen end nogen anden mission. PSP bruger en række Venus-byflugter til gradvist at reducere sit perihelium fra 36 solradier i 2018 til 9,5 i 2025. Missionen nærmer sig sit 19. perihelium den 30. marts 2024 i en afstand af 11,5 solradier fra solens centrum
Ved at observere dataene fandt holdet ud af, at Kelvin-Helmholtz-ustabiliteten er ophidset ved grænsen mellem CME og den omgivende vind, da de to flyder med tydeligt forskellige hastigheder. De resulterende hvirvellignende strukturer analyseres med hensyn til, hvad Kelvin-Helmholtz-ustabiliteten forudsiger, og der præsenteres slutninger om, hvad den lokale magnetiske feltstyrke og -densitet skal være for at tillade en sådan ustabilitet i dette miljø.
Flere oplysninger: Evangelos Paouris et al., First Direct Imaging of a Kelvin-Helmholtz Instability af PSP/WISPR, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad2208
Journaloplysninger: Astrofysisk tidsskrift
Leveret af Naval Research Laboratory
Varme artikler
-
Et skridt mod MarsValles Marineris, Mars. Kredit:NASA En meget vellykket test af en prototype strømgenerator ved University of Dayton Research Institute lover godt for NASAs planer om at udvide sin udforskning af M -
Spænder over discipliner i søgen efter liv ud over JordenVenstre, et billede af Jorden fra DSCOVR-EPIC-kameraet. Ret, det samme billede nedbrudt til en opløsning på 3 x 3 pixels, ligner det, forskere vil se i fremtidige eksoplanetobservationer. Kredit:NOAA/ -
Er menneskelig dvale mulig? Går i seng i langvarig rumflyvningKredit:SpaceWork Enterprises, Inc Vi har brugt et par artikler om Universe Today på at tale om, hvor svært det bliver at rejse til andre stjerner. At sende små ubemandede sonder hen over de store -
Sentinel-6 består test i kredsløb med glansCopernicus Sentinel-6-missionen omfatter to identiske satellitter, der er opsendt med fem års mellemrum. Det tjener ikke kun Copernicus, men også det internationale klimasamfund. Da havniveaustigning
- Miniaturedråber kunne løse en gåde om livets oprindelse
- Vridning og binding af stofbølger med fotoner i et hulrum
- Fjerde gravitationsbølge detekteres, med europæisk hjælp
- Selvkørende rumfartøj sat til planetarisk forsvarsekspedition
- Fremstilling af lettere køretøjer med magnesiumlegeringer
- Måling af metan fra kul og gas i Pennsylvania informativ