ماموریت مدارگرد مریخ (MOM) ISRO: بینش جدید در مورد پیش بینی فعالیت خورشیدی

محققان تلاطم در تاج خورشید را با استفاده از آن مطالعه کرده اند رادیو سیگنال های ارسال شده به زمین توسط بسیار کم هزینه مارس مدارگرد زمانی که زمین و مارس در طرف مقابل خورشید به هم پیوسته بودند (این پیوند معمولاً هر دو سال یک بار اتفاق می افتد). را رادیو سیگنال ها از مدارگرد از ناحیه تاج خورشید در فاصله نزدیک 10 Rʘ (1 Rʘ = خورشیدی شعاع = 696,340 کیلومتر). فرکانس باقیمانده سیگنال دریافتی برای به دست آوردن طیف آشفتگی تاجی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به نظر می‌رسد که یافته‌ها با یافته‌های درجا پارکر همخوانی داشته باشد خورشیدی پویشگر. این مطالعه فرصتی بسیار کم هزینه برای مطالعه دینامیک در ناحیه تاجی فراهم کرد (در صورت عدم وجود هزینه بسیار بالا در محل) خورشیدی probe) و بینشی جدید در مورد چگونگی بررسی آشفتگی در خورشیدی ناحیه تاج با استفاده از سیگنال های رادیویی ارسال شده توسط a مارس مدارگرد به زمین می تواند به بهبود پیش بینی کمک کند خورشیدی فعالیتی که برای اشکال حیات و تمدن روی زمین اهمیت زیادی دارد. 

La مارس ماموریت مدارگرد (MOM) هند فضا سازمان تحقیقاتی (ISRO) در 5 نوامبر 2013 با طول عمر ماموریت برنامه ریزی شده 6 ماه پرتاب شد. این هواپیما از عمر خود فراتر رفته است و در حال حاضر در مرحله ماموریت تمدید شده است.  

تیمی از محققان از سیگنال‌های رادیویی استفاده کردند مدارگرد برای مطالعه خورشیدی تاج زمانی که زمین و مارس در طرف مقابل خورشید قرار داشتند. در طول دوره‌های اتصال، که معمولاً هر دو سال یک‌بار اتفاق می‌افتد، سیگنال‌های رادیویی از مدارگرد عبور می‌کنند. خورشیدی ناحیه تاجی نزدیک به 10 Rʘ (1 Rʘ = خورشیدی شعاع = 696,340 کیلومتر) ارتفاع هلیو از مرکز خورشید و فرصت مطالعه را می دهد. خورشیدی پویایی شناسی.  

La خورشیدی کرونا منطقه‌ای است که دمای آن می‌تواند تا چند میلیون درجه سانتی‌گراد هم برسد. بادهای خورشیدی از این ناحیه سرچشمه می گیرند و شتاب می گیرند و بین سیاره ای را در بر می گیرند فضاها که مگنتوسفر سیارات را شکل می دهند و بر روی فضا آب و هوا محیط نزدیک به زمین مطالعه این یک امر ضروری است¹. داشتن یک کاوشگر درجا ایده‌آل خواهد بود، اما استفاده از سیگنال‌های رادیویی (که توسط فضاپیما مخابره می‌شود و پس از سفر در ناحیه تاج در زمین دریافت می‌شود، جایگزین بسیار خوبی است.  

در مقاله اخیر² محققان تلاطم در ناحیه تاج خورشیدی را در طول یک دوره کاهشی از چرخه خورشیدی مطالعه کردند و گزارش کردند که بادهای خورشیدی شتاب می‌گیرند و انتقال آن از جریان زیرآلفونی به جریان فوق‌الفنی در حدود 10 تا 15 رخ می‌دهد. Rʘ. آنها در ارتفاعات هلیو نسبتاً کمتر در مقایسه با دوره فعالیت خورشیدی بالا به اشباع می رسند. اتفاقاً به نظر می رسد که این یافته با مشاهده مستقیم تاج خورشیدی توسط کاوشگر پارکر تأیید شود.³ نیز هست.  

از آنجایی که تاج خورشیدی یک محیط پلاسمایی باردار است و دارای تلاطم ذاتی است، اثرات پراکندگی در پارامترهای امواج رادیویی الکترومغناطیسی که از آن عبور می‌کنند، ایجاد می‌کند. تلاطم در محیط تاجی نوساناتی در چگالی پلاسما ایجاد می کند که به عنوان نوسانات در فاز امواج رادیویی که از آن محیط بیرون می آیند ثبت می شود. بنابراین، سیگنال های رادیویی دریافت شده در ایستگاه زمینی حاوی امضای محیط انتشار هستند و به صورت طیفی برای استخراج طیف آشفتگی در محیط تجزیه و تحلیل می شوند. این اساس تکنیک صدای رادیویی تاجی را تشکیل می دهد که توسط فضاپیما برای مطالعه مناطق تاج استفاده شده است.  

باقیمانده‌های فرکانس داپلر به‌دست‌آمده از سیگنال‌ها برای به دست آوردن طیف آشفتگی تاجی در فواصل heliocentric بین 4 و 20 Rʘ تجزیه و تحلیل طیفی می‌شوند. این منطقه ای است که باد خورشیدی در درجه اول شتاب می گیرد. تغییرات در رژیم آشفتگی به خوبی در مقادیر شاخص طیفی طیف نوسان فرکانس زمانی منعکس شده است. مشاهده شده است که طیف توان تلاطم (طیف زمانی نوسانات فرکانس) در فاصله هلیوسنتریک پایین تر (<10 Rʘ)، در مناطق فرکانس پایین تر با شاخص طیفی پایین تر که مربوط به ناحیه شتاب باد خورشیدی است، مسطح شده است. مقادیر پایین‌تر شاخص طیفی نزدیک‌تر به سطح خورشید نشان‌دهنده رژیم ورودی انرژی است که در آن آشفتگی هنوز توسعه نیافته است. برای فواصل خورشید مرکزی بزرگتر (> 10Rʘ)، منحنی با شاخص طیفی نزدیک به 2/3 تند می‌شود، که نشان‌دهنده رژیم‌های اینرسی تلاطم نوع کولموگروف توسعه‌یافته است که در آن انرژی از طریق آبشاری منتقل می‌شود.  

ویژگی های کلی طیف آشفتگی به عواملی مانند فاز چرخه فعالیت خورشیدی، شیوع نسبی مناطق فعال خورشیدی و حفره های تاجی بستگی دارد. این کار بر اساس داده‌های MOM بینشی از حداکثر ضعیف چرخه خورشیدی 24 را گزارش می‌کند که به عنوان یک چرخه خورشیدی عجیب و غریب از نظر فعالیت کلی کمتر نسبت به سایر چرخه‌های قبلی ثبت شده است. 

جالب توجه است که این مطالعه یک روش بسیار کم هزینه را برای بررسی و پایش تلاطم در ناحیه تاج خورشیدی با استفاده از روش صداگذاری رادیویی نشان می‌دهد. این می تواند در حفظ یک تب در مورد فعالیت خورشیدی بسیار مفید باشد که به نوبه خود می تواند در پیش بینی آب و هوای مهم خورشیدی به ویژه در مجاورت زمین بسیار مهم باشد.  

***

منابع:  

1. پراساد یو.، 2021. فضا آب و هوا، اختلالات باد خورشیدی و انفجارهای رادیویی. علمی اروپایی منتشر شده در 11 فوریه 2021. موجود در http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  

2. جین آر. و همکاران 2022. مطالعه ای در مورد دینامیک تاج خورشیدی در طول فاز پس از حداکثر چرخه خورشیدی 24 با استفاده از سیگنال های رادیویی باند S از ماموریت مدارگرد مریخ هند. اطلاعیه های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی، stac056. دریافت به صورت اصلی 26 سپتامبر 2021. منتشر شده در 13 ژانویه 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 

3. J. C. Kasper و همکاران. کاوشگر خورشیدی پارکر وارد تاج خورشیدی تحت سلطه مغناطیسی می شود. فیزیک کشیش لِت 127, 255101. دریافت شده در 31 اکتبر 2021. منتشر شده در 14 دسامبر 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***