Solar Orbiter ziet magnetische veldomkeringen in de corona van de Zon
Zonne-switchbacks zijn plotselinge, grote radiale afbuigingen van het magnetische veld van de zonnewind, eerder in de interplanetaire ruimte aangetoond door ruimtesondes.
De zonnewind is een constante stroom van geladen deeltjes die vanuit de buitenste atmosfeer van de Zon, de zonnecorona, naar de interplanetaire ruimte stromen.
Het wordt gekenmerkt door het naast elkaar bestaan van grootschalige structuren die van de Zon komen, turbulente fluctuaties, magnetohydrodynamische en kinetische plasmagolven en instabiliteiten, geassocieerd met fysische processen zoals magnetische herverbinding, schokken en een breed scala aan processen die resulteren in deeltjesverhitting en energie.
De versnellingsmechanismen van zonnewind, de complexe dynamiek en interactie met het magnetische veld van de Zon en de waargenomen plasmaverwarming zijn nog steeds openstaande vragen in de zonnefysica.
Een interessant kenmerk van de zonnewind dat uit metingen van ruimtesondes naar voren komt, is het raadselachtige bestaan van abrupte, tijdelijke magnetische veldomkeringen.
De omkeringen worden “magnetic switchbacks” genoemd en ze werden voor het eerst waargenomen in de jaren ’90 door de Ulysses ruimtesonde van de NASA. Meer recentelijk werden ze ook uitgebreid gemeten door de Parker Solar Probe van de NASA.
Een “switchback” is in feite een zich voortplantende knik in een magnetisch veld met in het meest extreme geval een bijna S-vormige knik in de veldlijn die twee keer van richting verandert. Het is dus een ietwat gecompliceerde golf met een ongebruikelijke golfvorm.
In het onderzoek analyseerden Dr. Zank en collega’s beelden van de zonnecorona die op 25 maart 2022 werden gemaakt door de METIS-coronograaf aan boord van de Solar Orbiter van de ESA.
In tegenstelling tot plasmametingen die plaatselijk en tijdelijk puntmetingen doen biedt METIS een globale waarneming van de volledige structuur.
Dus om op een globale structuur van de switchback te zien was zowel onverwacht als opmerkelijk na het staren naar plasmaplots en indirect de geometrie van de switchback afleiden.
Dit is een zeer sterke bevestiging van de basistheorie die Dr. Zank voor een artikel van 2020 had ontwikkeld.
De onderzoekers theoretiseerden dat haarspeldbochten ontstaan door het opnieuw verbinden van het magnetische zonneveld boven het oppervlak van de Zon.
Dat verklaarde wat de Parker Solar Probe waarnam en een statistische vergelijking van de theorie met die waarnemingen werd uitgevoerd. Die was veelbelovend maar kon andere verklaringen voor de oorsprong van de haarspeldbochten niet uitsluiten, aldus Zank.
Met de globale waarneming van een switchback mogelijk gemaakt door het Metis-instrument hebben de onderzoekers echter dezelfde theorie toegepast om de globale waarnemingen met succes te verklaren en alternatieve verklaringen te elimineren.
Het artikel van het team zal verschijnen in de Astrophysical Journal Letters.
Artikel: Daniele Telloni et al. 2022. Observation of Magnetic Switchback in the Solar Corona. ApJL, in press; doi: 10.3847/2041-8213/ac8104
Eerste publicatie: 12 september 2022
Bron: Sci-News
