Saulės rykliai šildo vėją

Nuo Saulės nuolatos pučia vėjas – energingų dalelių, daugiausiai protonų ir elektronų, srautas. Toldamas nuo Saulės jis plečiasi, o fizikos dėsniai sako, kad plėsdamosi dujos ar plazma turėtų atvėsti. Tačiau taip nėra: Saulės vėjo temperatūra prie Saulės ir ties Žeme labai panaši. Kodėl?

Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.

Naujame tyrime pristatomas galimas atsakymas: kūjagalvius ryklius primenančios protonų „kulkos“, sklindančios vėjyje ir galimai jį šildančios. Atradimo istorija prasidėjo dar 2020 metais, rutininio „Parker Solar Probe“ zondo duomenų kalibravimo metu. Kompiuterio ekrane netikėtai pasirodė keista forma: vietoj įprasto apvalaus Saulės vėjo protonų telkinio buvo matyti pailga, plokščia struktūra, kurios priekinė dalis išplitusi į šalis, panašiai kaip kūjagalvio ryklio galva. Iš pradžių mokslininkai galvojo, jog tai – vienkartinė anomalija, tačiau laikui bėgant tokių kūjagalvių aptikta vis daugiau.

Naujojo tyrimo autoriai sukūrė automatinį algoritmą ir pritaikė jį maždaug 3,7 milijono protonų telkinių matavimams, surinktiems per 20 „Parkerio“ zondo artimų praskriejimų pro Saulę. Algoritmas identifikavo apie 173 000 kūjagalvių. Tolesnė analizė atskleidė, kad tai yra itin karštos, greitai judančios protonų sankaupos, skrodžiančios lėtesnę bendrą plazmos tėkmę. Pažymėjus kūjagalvių pasirodymo vietas, išryškėjo aiški tendencija: jie telkiasi prie heliosferinės srovės lakšto – milžiniško paviršiaus, ties kuriuo Saulės magnetinis laukas apsiverčia. Šis lakštas atrodo kaip banguojantis vandenyno paviršius, tačiau įprastai nėra matomas; kūjagalviai jo kontūrą apšviečia tarsi plūdurai-žymekliai laivuojamuose vandenyse. Saulės minimumo metu heliosferinės srovės lakštas yra beveik plokščias ir išsidėstęs ties Saulės pusiauju; tuo metu ir kūjagalviai rodosi per visą Parkerio orbitą. Aktyvumui išaugus, kai lakštas susigarbanoja, jie aptinkami tik siaurose juostose, kur zondas kerta lakštą. Kūjagalviai nėra tik žymekliai – jie taip pat veikia kaip miniatiūriniai energijos rezervuarai. Kiekvienas iš jų turi daug „laisvos“ dalelių energijos, kuri per sąveikas su elektromagnetiniais laukais gali virsti bangomis ir šiluma. Atradimas rodo, kad heliosferinės srovės lakštas ir jo aplinka gali būti vienas iš tų papildomų šildymo šaltinių, paaiškinančių, kodėl Saulės vėjas neatvėsta.

Tyrimo rezultatai publikuojami „The Astrophysical Journal Letters“.