Zinātnieki jau daudzus gadus cenšas izprast neparastu ar Sauli saistītu parādību: tās ārējā atmosfēra jeb korona ir vairākas reizes karstāka nekā zvaigznes virsma. Situāciju padara vēl intriģējošāku fakts, ka no Saules plūstošais saules vējš – lādētu daļiņu un magnētisko lauku straume – ceļā cauri kosmosam sasniedz milzīgus ātrumus.
Tiek uzskatīts, ka viens no šī procesa būtiskākajiem elementiem ir tā dēvētā virpuļveida disipācija, kuras laikā mehāniskā enerģija pārvēršas siltumā. Taču pavisam tuvu Saulei šis process kļūst ļoti sarežģīts, jo tur valdošais vidējas blīvuma plazmas stāvoklis ir praktiski bez daļiņu savstarpējām sadursmēm. Tāpēc joprojām nav skaidrs, kā tieši šādos apstākļos enerģija pārtop siltumā.
Parker Solar Probe un jauns skats uz Saules atmosfēru
Atbildes uz šiem jautājumiem zinātnieki sāka meklēt, analizējot NASA zondes Parker Solar Probe datus. Tā ir līdz šim cilvēka radītā ierīce, kas piekļuvusi visciešāk Saulei, ļaujot pirmo reizi tieši pētīt Saules atmosfēru un iegūt informāciju no reģioniem, kas ilgu laiku bija pilnīgi nepieejami.
Jums varētu patikt šie:
Kas ir “spirālbarjera”?
Pētījuma gaitā izdevās apstiprināt parādību, kas ilgu laiku pastāvēja tikai teorētiskos modeļos un kas tiek dēvēta par “spirālbarjeru” (angļu val. helicity barrier). Tā būtiski maina veidu, kā enerģija no virpuļveida turbulences izkliedējas apkārtējā vidē.
Vienkāršoti sakot, spirālbarjera kavē enerģijas pārnesi uz mazākiem mērogiem, ietekmējot, kā sabrūk svārstību viļņi un kā sasilst Saules plazma.
Pētījuma galvenais autors, Londonas Karalienes Mērijas universitātes doktorants Džeks Makintairs (Jack McIntyre), skaidro: “Šis atklājums ir īpaši nozīmīgs, jo spirālbarjeras pastāvēšanas apstiprinājums beidzot palīdz izskaidrot līdz šim grūti saprotamās saules vēja īpašības, piemēram, to, kāpēc protoni tajā parasti ir karstāki nekā elektroni.”
Kad un kur šī parādība rodas?
Zinātnieki noskaidroja, ka spirālbarjera pilnībā veidojas tad, kad magnētiskais lauks ir ievērojami spēcīgāks par plazmas spiedienu. Šis efekts kļūst vēl izteiktāks, ja turbulencē iesaistītie pretējos virzienos izplatītie viļņi kļūst ļoti nelīdzsvaroti.
Atklājās, ka tieši šādi apstākļi ir raksturīgi saules vējam tuvumā Saulei, kur riņķo arī Parker Solar Probe zonde. Līdz ar to šis reģions kļūst par ideālu “laboratoriju” spirālbarjeras izpētei.
Jums varētu patikt šie:
Ilgtermiņa nozīme Saules fizikā un citur
Pētījuma vadītājs, kosmosa plazmas fizikas eksperts doktors Kristofers Čens (Christopher Chen) no Karalienes Mērijas universitātes uzsver, ka darba galvenā nozīme slēpjas skaidros pierādījumos par spirālbarjeras eksistenci. Tas palīdz atbildēt uz daudziem sen uzdotiem jautājumiem:
- kāpēc Saules korona tik spēcīgi sasilst,
- kā saules vējš tiek paātrināts,
- kāpēc Saules atmosfērā novēro noteiktus raksturīgus temperatūras profilus,
- kāpēc saules vējš bieži izskatās kā pārrauti un mainīgi plūsmas strāvojumi.
Šie atklājumi ļauj labāk saprast, kā mazmēroga fiziskie procesi ir saistīti ar visas heliosfēras kopējo uzvedību. Turklāt tie var palīdzēt izstrādāt precīzākas kosmisko laikapstākļu prognozes, kas ir būtiskas satelītu, kā arī sakaru un navigācijas sistēmu aizsardzībai.
Universāla nozīme visā Visumā
Šī atklājuma ietekme neaprobežojas tikai ar mūsu Sauli. Daudzas karstas un retinātas plazmas vides Visumā ir līdzīgi gandrīz bez daļiņu savstarpējām sadursmēm.
Izpratne par to, kā šādos apstākļos enerģija pārvēršas siltumā, ir īpaši nozīmīga visai astrofizikai. Spirālbarjeras tiešs novērojums saules vējā sniedz unikālu iespēju detalizēti pētīt šos sarežģītos procesus un izmantot iegūtās zināšanas, lai labāk saprastu citu zvaigžņu un galaktisko plazmas sistēmu uzvedību.
