Магнитные переключений — это внезапные перевороты в магнитном поле солнечного ветра . [1] Их также можно описать как перемещающиеся возмущения в солнечном ветре, которые заставляют магнитное поле изгибаться обратно на себя. Впервые они были обнаружены миссией NASA-ESA Ulysses , первым космическим аппаратом, пролетевшим над полюсами Солнца . [2] [3] Parker Solar Probe и NASA/ESA Solar Orbiter оба наблюдали переключений.
Магнитное (или солнечное) переключение представляет собой быструю смену полярности радиального гелиосферного магнитного поля. [4] Эти события были названы «переключениями», когда речь идет об изменении направления магнитного поля, или «скачками скорости», когда речь идет о резком увеличении скорости солнечного ветра. [3]
Эти перепады вырабатывают тепло, которое нагревает солнечную корону. [5]
Космические аппараты Helios 1 и 2 наблюдали внезапные инверсии магнитного поля Солнца в 1970-х годах. [6] Магнитные переключений затем наблюдались Ulysses в 1995-1996 годах во время солнечного минимума, когда космический аппарат обнаружил многочисленные инверсии полярности радиального магнитного поля. Аналогичные структуры затем наблюдались околоземными гелиосферными космическими аппаратами, такими как Advanced Composition Explorer . Parker Solar Probe (PSP) наблюдал первое переключение 6 ноября 2018 года. Аналогичные эффекты наблюдались на расстояниях около и ниже 0,3 а.е., 1 а.е. и до 2,9 а.е., и, как отметили Федоров и др., «вопрос о том, относятся ли все такие наблюдения к одному и тому же явлению, все еще остается открытым». [4]
27 сентября 2020 года ESA / NASA Solar Orbiter (SolO) провел отбор проб потока солнечного ветра, магнитно связанного с корональной дырой южного полушария, в то время как он находился на расстоянии 0,98 а.е. от Солнца, и наблюдал быстрый солнечный ветер с сильными колебаниями магнитного поля. Структуры, наблюдаемые SolO, могут фактически считаться сохранившимися остатками обратных скачков, созданных вблизи Солнца и также наблюдаемых PSP. [4]
Учитывая фазу солнечного цикла, если PSP находился в южном магнитном полушарии, магнитное поле солнечного ветра всегда должно было иметь магнитную полярность, ориентированную внутрь к Солнцу. Вместо этого PSP наблюдал тысячи интервалов, длительностью от секунд до десятков минут, когда скорость потока солнечного ветра внезапно подскакивала, а ориентация магнитного поля поворачивалась почти на 180° в самых экстремальных случаях, прежде чем так же быстро вернуться к исходным условиям солнечного ветра. [3]
SolO обнаружил убедительные подсказки относительно происхождения магнитных обратных перемещений во время его ближайшего прохождения мимо Солнца 25 марта 2022 года. Используя данные Solar Orbiter Даниэле Теллони и Гэри Занк и их команда пришли к выводу, что теория, основанная на данных Ulysses , верна, они «доказали, что обратные перемещения происходят, когда существует взаимодействие между областью открытых линий поля и областью замкнутых линий поля». [6] [7]
Одна из теорий, основанная на данных Ulysses , предполагает, что обратные переключения являются результатом столкновения открытых и закрытых магнитных полей. Когда открытая линия магнитного поля соприкасается с замкнутой магнитной петлей, они могут перестраиваться в процессе, называемом пересоединением обмена — взрывной перестройкой магнитных полей, которая приводит к форме обратного переключения. Открытая линия защелкивается на замкнутой петле, освобождая горячий выброс плазмы из петли, при этом «склеивая» два поля в новую конфигурацию. Этот внезапный щелчок создает S-образный изгиб в открытой линии магнитного поля, прежде чем петля снова запечатается. Parker Solar Probe наблюдал свой первый обратный переход 6 ноября 2018 года. Наблюдаемый обратный переход был близок к разработанной модели. [2] [8]
Вторая теория соглашается с важностью переподключения, но расходится с природой самих переключений. Вместо того, чтобы рассматривать переключения как перегиб в линии магнитного поля, вторая теория предполагает, что это сигнатура некой магнитной структуры, называемой потоковым канатом . [2] [9]
Другая теория предполагает, что обратные связи образуются естественным образом, когда солнечный ветер распространяется в космос. [2] [10]
Обратные повороты, по сути S-образные изгибы в линиях магнитного поля, исходящих от Солнца, по-видимому, возникают из-за переконфигурации открытых и петлевых линий магнитного поля, уже находящихся в атмосфере Солнца. Когда открытая линия магнитного поля сталкивается с замкнутой магнитной петлей, они могут подвергнуться процессу, называемому пересоединением. Это позволяет открытой линии магнитного поля защелкнуться в петле и позволяет одной стороне ранее замкнутой магнитной петли соединиться с солнечным магнитным полем, простирающимся наружу в Солнечную систему. Этот процесс создаст направленный наружу S-образный изгиб в недавно сформированной открытой линии магнитного поля — форма, которая отслеживает обратные повороты, измеренные Parker Solar Probe. [1]
В этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии : Хэтфилд, Майлз (29 апреля 2020 г.). «Новый взгляд на ранние наблюдения солнечного зонда Parker». NASA .В этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии : Hatfield, Miles (8 марта 2021 г.). «Switchbacks Science: Explaining Parker Solar Probe’s Magnetic Puzzle». NASA . Получено 31 июля 2022 г.
Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 3.0Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0![Иллюстрация глобальной циркуляции магнитного поля, обеспечиваемой пересоединением. В этом сценарии открытая линия магнитного поля (A) втягивается в большую корональную петлю глобальной циркуляцией в короне, (B) подвергается пересоединению и (C) фактически перескакивает приблизительную ширину изначально замкнутой петли, запуская S-образный обратный переход в магнитном поле в корону.[3]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Illustration_of_global_magnetic_field_circulation_enabled_by_interchange_reconnection.jpg/1280px-Illustration_of_global_magnetic_field_circulation_enabled_by_interchange_reconnection.jpg)
