5 Minute
Close-up measurements reveal two clear particle populations
Soarele nostru pare liniștit de pe Pământ, dar sondele care se apropie de stea descoperă un mediu mult mai dinamic. O nouă analiză a măsurătorilor in situ realizate de Solar Orbiter, al Agenției Spațiale Europene, arată că particulele energetice lansate în timpul erupțiilor solare se împart în două grupuri distincte, cu origini și comportamente de propagare diferite. Aceste rezultate îmbunătățesc înțelegerea electronilor energetici solari (SEE), o populație de particule care influențează vremea spațială și poate pune în pericol sateliți și astronauți.
„Soarele este cel mai puternic accelerator de particule din Sistemul Solar,” notează cercetătorii. Folosind date Solar Orbiter colectate între 2020 și 2022, echipa a examinat peste 300 de evenimente SEE și a identificat o dicotomie constantă. O clasă — cunoscută ca evenimente impulsive — este strâns legată de eliberări rapide și localizate de particule în timpul fulgerărilor solare (flare). Cealaltă — evenimentele graduale — se corelează cu ejecțiile de masă coronală (CME) mai mari și de durată, care generează un val de particule mai amplu și distribuit pe un unghi mai larg.
Mission profile and how Solar Orbiter made the difference
Solar Orbiter urmează o orbită excentrică care o apropie până la aproximativ 42 de milioane de kilometri de Soare. Această proximitate a permis instrumentelor de la bord să eșantioneze fluxurile de electroni într-o stare relativ nealterată înainte ca ele să fie modificate de efecte de propagare pe distanțe mari. Combinând măsurătorile directe, in situ, ale particulelor cu observațiile de la distanță ale suprafeței și coroanei solare, echipa a putut lega fluxuri de particule specifice de fulgerul sau de CME-ul care le-a generat.
O ilustrație cu Solar Orbiter care măsoară diferite tipuri de electroni energetici solari. (ESA & NASA/Solar Orbiter/STIX & EPD)
Autorul principal Alexander Warmuth (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, AIP) explică că doar combinația unică a Solar Orbiter între distanță, instrumentație și întâlniri repetate cu evenimente de particule a permis cercetătorilor să distingă clar cele două grupuri. Coautorul Frederic Schuller adaugă că este pentru prima dată când oamenii de știință observă direct o legătură atât de solidă între populațiile de particule măsurate in situ și evenimentele solare sursă.
Propagation effects, timing puzzles, and practical implications
O problemă de lungă durată în heliosferă a fost nepotrivirea dintre momentul semnalelor electromagnetice la Soare — cum ar fi lumina și exploziile radio — și momentul detectării SEE de către sonde. Echipa constată că aceste decalaje aparente nu sunt, de regulă, întârzieri în eliberarea particulelor, ci sunt cauzate de modul în care electronii călătoresc prin heliosfera turbulentă. „Electronii întâlnesc turbulențe, sunt împrăștiați în direcții diferite și așa mai departe, astfel încât nu îi observăm imediat,” spune coautoarea Laura Rodríguez-García. Aceste procese de împrăștiere și transport se acumulează pe măsură ce crește distanța față de Soare și modifică momentul observat și răspândirea unghiulară a evenimentelor de particule.
O uriașă flacără solară de clasă M7 captată de Observatorul Dinamic Solar al NASA pe 19 iulie 2012. (NASA/Royal Observatory Belgium/SIDC)
Înțelegerea originii, a sincronizării și a evoluției SEE are valoare operațională directă. Daniel Müller, om de știință de proiect ESA pentru Solar Orbiter, subliniază că cunoașterea mai fină a generării și transportului particulelor energetice contribuie la îmbunătățirea prognozelor de vreme spațială și la reducerea riscurilor pentru nave spațiale. În special, distingerea între exploziile impulsive de electroni legate de flare și fluxurile mai largi conduse de CME permite modele mai țintite ale expunerii la radiații pentru sateliți și misiuni cu echipaj uman.
Expert Insight
Dr. Elena Park, fizician solar (afiliere universitară), comentează: „Această analiză valorifică punctul de observație unic al Solar Orbiter. Măsurarea electronilor aproape de sursă reduce ambiguitatea introdusă de împrăștierea heliosferică. Acea claritate ne permite să conectăm semnăturile particulelor cu dinamica specifică a unui flare sau a unei CME — esențial pentru îmbunătățirea modelelor predictive ale vremii spațiale care protejează activele în orbită și viitoarele misiuni cu echipaj.”
Conclusion
Observațiile de aproape ale Solar Orbiter au confirmat o separare clară între electronii energetici impulsivi, generați de flare-uri, și fluxurile mai graduale asociate cu CME. Prin măsurarea SEE in situ și corelarea lor cu evenimentele solare sursă, cercetătorii au îmbunătățit înțelegerea mecanismelor de accelerare a particulelor și a proceselor de transport care modifică sosirea particulelor la sonde. Aceste perspective rafinează modelele de vreme spațială și ne cresc capacitatea de a proteja sateliții și exploratorii umani de pericolele radiației solare, în timp ce Solar Orbiter continuă să investigheze mediul apropiat de Soare pentru noi descoperiri.
Sursa: sciencealert
Comentarii