Die Forscher haben die Turbulenzen in der Korona der Sonne mithilfe von untersucht Radio Signale, die von den Ultra-Low-Cost-Geräten zur Erde gesendet werden Mars Orbiter wenn die Erde und Mars standen auf den gegenüberliegenden Seiten der Sonne in Konjunktion (die Konjunktion findet normalerweise alle etwa zwei Jahre statt). Der Radio Signale aus der Orbiter hatte die Koronaregion der Sonne in einer geringen Entfernung von 10 Rʘ (1 Rʘ =) durchquert Solar- Radien = 696,340 km). Die Restfrequenz des empfangenen Signals wurde analysiert, um ein koronales Turbulenzspektrum zu erhalten. Die Ergebnisse schienen mit den In-situ-Ergebnissen von Parker übereinzustimmen Solar Sonde. Diese Studie bot eine sehr kostengünstige Möglichkeit, die Dynamik im koronalen Bereich zu untersuchen (ohne sehr hohe In-situ-Kosten). Solar- Sonde) und einen neuen Einblick in die Untersuchung von Turbulenzen in Solar- koronale Region mithilfe von Funksignalen, die von a gesendet werden Mars Der Orbiter zur Erde kann dazu beitragen, die Vorhersage zu verbessern Solar- Aktivität, die für die Lebensformen und die Zivilisation auf der Erde von großer Bedeutung ist.
Das Mars Orbiter Mission (MOM) von Indian Raumfahrt Forschungsorganisation (ISRO) wurde am 5. November 2013 mit einer geplanten Missionsdauer von 6 Monaten gestartet. Es hat seine Lebensdauer bei weitem überschritten und befindet sich derzeit in der erweiterten Missionsphase.
Ein Forscherteam nutzte Funksignale von Orbiter das studieren Solar- Korona, wenn die Erde und Mars befanden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne. Während der Konjunktionsperioden, die normalerweise alle etwa zwei Jahre stattfinden, durchqueren Funksignale des Orbiters den Planeten Solar- koronale Region so nah wie 10 Rʘ (1 Rʘ = Solar- Radien = 696,340 km) Heliohöhe vom Zentrum der Sonne und bietet Möglichkeiten zum Studieren Solar- Dynamik.
Das Solar- Korona ist die Region, in der die Temperatur mehrere Millionen Grad Celsius erreichen kann. Die Sonnenwinde entstehen in dieser Region, beschleunigen sich und verschlingen interplanetare Planeten Räume die die Magnetosphäre der Planeten formen und beeinflussen Raum Wetter in erdnaher Umgebung. Dies zu studieren ist eine wichtige Notwendigkeit1. Eine In-situ-Sonde zu haben, wäre ideal, aber die Verwendung von Funksignalen (die von Raumfahrzeugen gesendet und auf der Erde empfangen werden, nachdem sie durch die Koronalregion gereist sind, bietet eine hervorragende Alternative.
In der jüngsten Zeitung2 Die Forscher, die in den Monthly Notices of Royal Astronomical Society veröffentlicht wurden, untersuchten die Turbulenzen in der solaren Koronalregion während einer Zeit der abnehmenden Phase des Sonnenzyklus und berichten, dass sich die Sonnenwinde beschleunigen und ihr Übergang von subalfvenischer zu superalfvenischer Strömung um 10–15 Uhr erfolgt Rʘ. Sie erreichen Sättigung bei vergleichsweise niedrigeren Heliohöhen im Vergleich zu Zeiten hoher Sonnenaktivität. Übrigens scheint dieser Befund durch die direkte Beobachtung der Sonnenkorona durch Parker Probe gestützt zu werden3 .
Da die Sonnenkorona ein geladenes Plasmamedium ist und intrinsische Turbulenzen aufweist, führt sie dispersive Effekte in Parameter von elektromagnetischen Radiowellen ein, die sie durchlaufen. Turbulenzen im koronalen Medium erzeugen Fluktuationen in der Plasmadichte, die als Fluktuationen in der Phase von Radiowellen registriert werden, die durch dieses Medium austreten. Somit enthalten an der Bodenstation empfangene Funksignale die Signatur des sich ausbreitenden Mediums und werden spektral analysiert, um das Turbulenzspektrum im Medium abzuleiten. Dies bildet die Grundlage der koronalen Radiosondierungstechnik, die von dem Raumfahrzeug verwendet wurde, um koronale Regionen zu untersuchen.
Aus Signalen erhaltene Dopplerfrequenzreste werden spektral analysiert, um ein koronales Turbulenzspektrum bei heliozentrischen Abständen zwischen 4 und 20 Rʘ zu erhalten. Dies ist die Region, in der der Sonnenwind hauptsächlich beschleunigt wird. Die Änderungen im Turbulenzregime spiegeln sich gut in spektralen Indexwerten des zeitlichen Frequenzfluktuationsspektrums wider. Es wird beobachtet, dass das Turbulenzleistungsspektrum (zeitliches Spektrum von Frequenzfluktuationen) bei einem geringeren heliozentrischen Abstand (< 10 Rʘ) in niedrigeren Frequenzbereichen mit niedrigerem Spektralindex abgeflacht ist, was dem Bereich der Sonnenwindbeschleunigung entspricht. Niedrigere Spektralindexwerte, die näher an der Sonnenoberfläche liegen, kennzeichnen das Energieeintragsregime, in dem die Turbulenz noch unterentwickelt ist. Bei größeren heliozentrischen Abständen (> 10Rʘ) wird die Kurve mit einem Spektralindex nahe 2/3 steiler, was auf Trägheitsregime entwickelter Kolmogorov-Turbulenzen hinweist, in denen Energie durch Kaskadierung transportiert wird.
Die Gesamtmerkmale des Turbulenzspektrums hängen von Faktoren wie der Phase des Sonnenaktivitätszyklus, der relativen Prävalenz von sonnenaktiven Regionen und koronalen Löchern ab. Diese auf MOM-Daten basierende Arbeit gibt einen Einblick in die schwachen Maxima des Sonnenzyklus 24, der im Hinblick auf eine insgesamt niedrigere Aktivität als andere frühere Zyklen als eigenartiger Sonnenzyklus aufgezeichnet wird.
Interessanterweise demonstriert diese Studie eine sehr kostengünstige Methode zur Untersuchung und Überwachung von Turbulenzen in der Sonnenkoronalregion mithilfe der Radiosondierungsmethode. Dies kann immens hilfreich sein, um die Sonnenaktivität im Auge zu behalten, was wiederum entscheidend für die Vorhersage aller wichtigen Sonnenwetterereignisse sein kann, insbesondere in der Nähe der Erde.
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References:
- Prasad U., 2021. Raumfahrt Wetter, Sonnenwindstörungen und Funkausbrüche. Wissenschaftlicher Europäer. Veröffentlicht am 11. Februar 2021. Verfügbar unter http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- Jain R., et al 2022. Eine Studie über die solare Koronaldynamik während der Post-Maxima-Phase des Sonnenzyklus 24 unter Verwendung von S-Band-Funksignalen der indischen Mars-Orbiter-Mission. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society, stac056. Eingegangen in ursprünglicher Form am 26. September 2021. Veröffentlicht am 13. Januar 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper et al. Die Parker-Solarsonde dringt in die magnetisch dominierte Sonnenkorona ein. Phys. Rev. Lett. 127, 255101. Eingegangen am 31. Oktober 2021. Veröffentlicht am 14. Dezember 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
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