자기 스위치백

Magnetic switchback
Parker Solar Probe는 스위치백을 관찰했습니다.이 스위치백은 자기장이 스스로 구부러지는 원인이 되는 태양풍의 이동 장애입니다.
Parker Solar Probe가 태양풍을 타고 스위치백을 통해 비행하는 그림입니다.

자기 스위치백은 [1]태양풍의 자기장에서의 갑작스런 반전이다.그것들은 또한 자기장이 스스로 구부러지게 만든 태양풍의 이동 장애로 묘사될 수 있다.그것들은 나사와 ESA의 임무인 율리시스에 의해 처음 관측되었는데, 율리시스는 태양 [2][3]극지를 비행한 최초의 우주선이다.파커 솔라 프로브는 2018년에 스위치백을 [2]처음 관측했다.

이론과 관찰

교환 재접속을 통해 활성화되는 글로벌 자기장 순환의 그림.이 시나리오에서 개방된 자기장 라인은 (A) 코로나 내의 글로벌 순환에 의해 큰 코로나 루프에 대해 드래그되고 (B) 교환 재접속을 거치며 (C) 원래 폐쇄된 루프의 대략적인 폭을 효과적으로 점프하여 자기장 내의 S자형 스위치백을 [3]코로나에 개시한다.

율리시스 데이터에 기초한 한 이론은 스위치백이 열린 자기장과 닫힌 자기장 간의 충돌의 결과라는 것을 시사한다.열린 자기장 라인이 닫힌 자기 루프를 스치면 교환 재연결이라고 하는 프로세스로 재구성할 수 있습니다. 즉, 스위치백 형상으로 이어지는 자기장의 폭발적인 재배열입니다.열린 라인이 닫힌 루프에 스냅되어 두 필드를 새로운 구성으로 "접착"하면서 루프에서 플라즈마의 핫 버스트를 제거합니다.이 갑작스러운 스냅은 루프가 다시 장착되기 전에 열린 자기장 라인에 S자 모양의 꼬임을 던집니다.파커 솔라 프로브(PSP)는 2018년 11월 6일 첫 스위치백을 관측했다.관찰된 스위치백은 개발된 [2][4]모델에 가까웠습니다.

두 번째 이론은 교환 재접속 Import에는 동의하지만 스위치백 자체의 성질에는 차이가 있습니다.두 번째 이론은 스위치백을 자기장 라인의 꼬임으로 보는 것이 아니라 플럭스 [2][5]로프라고 불리는 일종의 자기 구조의 특징임을 시사합니다.

또 다른 이론은 태양풍이 [2][6]우주로 확장되면서 스위치백이 자연스럽게 형성된다는 것을 암시한다.

기본적으로 태양에서 흘러나오는 자기장 라인의 S자형 꼬임인 스위치백은 이미 태양 대기에 있는 열린 자기장 라인과 루프된 자기장 라인의 재구성에서 발생한 것으로 보입니다.열린 자기장 선이 닫힌 자기 루프를 만나면 교환 재접속이라고 불리는 과정을 거칩니다.이것은 개방된 자기장 선을 루프에 끼워 넣을 수 있게 하고, 이전에 닫힌 자기장의 한쪽이 태양계 바깥쪽으로 뻗어나가는 태양 자기장에 연결될 수 있게 합니다.이 과정은 새롭게 형성된 열린 자기장 라인에 바깥쪽으로 흐르는 S자 모양의 꼬임(Parker Solar [1]Probe에 의해 측정된 스위치백으로 추적되는 모양)을 만들 것입니다.

만약 PSP가 남반구에 있었다면, 태양풍 자기장은 항상 태양 쪽으로 향하는 자기 극성을 가지고 있었을 것이다.대신 PSP는 태양풍 흐름의 속도가 갑자기 뛰며 자기장 방향이 180° 가까이 회전하는 몇 초에서 수십 분에 이르는 수천 번의 간격을 관찰한 후 원래의 태양풍 상태로 빠르게 복귀했다.이러한 현상은 자기장 방향의 변화를 언급할 때 스위치백(switchback)이라고 불리며, 태양풍 [3]속도의 급격한 증가를 언급할 때 속도 스파이크라고 불린다.

최신 조사 결과

태양 근처, 특히 활성 영역 위에는 개방 및 폐쇄 자기장 선이 있습니다.닫힌 선들은 둥글게 휘어져 태양으로 다시 사라지기 전에 태양 대기로 아치형으로 올라가는 자기 고리입니다.

ESA/NASA 솔라 오비터 우주선은 2022년 3월 25일 태양을 가장 가까이 통과하는 동안 자기 스위치백의 기원에 대한 설득력 있는 단서를 발견했다.태양 궤도 탐사선 다니엘레 텔로니와 게리 잔크의 데이터를 사용하여 율리시스 데이터에 기초한 이론이 옳다는 결론에 도달했으며, "개방 필드 라인의 영역과 폐쇄 필드 [7][8]라인의 영역 사이에 상호작용이 있을 때 스위치백이 발생한다는 것을 증명했다."

추가 정보

  • Schwadron, N. A.; McComas, D. J. (2021). "Switchbacks Explained: Super-Parker Fields—The Other Side of the Sub-Parker Spiral". The Astrophysical Journal. 909 (1): 95. arXiv:2102.03696. Bibcode:2021ApJ...909...95S. doi:10.3847/1538-4357/abd4e6. S2CID 231846671.

레퍼런스

  1. ^ a b Public Domain 이 문서에는 퍼블릭도메인에 Hatfield, Miles (29 April 2020). "New Insight Into Parker Solar Probe's Early Observations". NASA.있는 다음 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다.
  2. ^ a b c d e Public Domain 이 문서에는 퍼블릭도메인에 Hatfield, Miles (8 March 2021). "Switchbacks Science: Explaining Parker Solar Probe's Magnetic Puzzle". NASA. Retrieved 31 July 2022.있는 다음 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다.
  3. ^ a b c Fisk, L. A.; Kasper, J. C. (1 May 2020). "Global Circulation of the Open Magnetic Flux of the Sun". The Astrophysical Journal Letters. 894 (1): L4. Bibcode:2020ApJ...894L...4F. doi:10.3847/2041-8213/ab8acd. S2CID 218640684.CC BY icon.svg Creative Commons Attribution 3.0에서 사용 가능한 이 소스로부터 자료를 복사했습니다.
  4. ^ Zank, G. P.; Nakanotani, M.; Zhao, L.-L.; Adhikari, L.; Kasper, J. (1 November 2020). "The Origin of Switchbacks in the Solar Corona: Linear Theory". The Astrophysical Journal. 903 (1): 1. Bibcode:2020ApJ...903....1Z. doi:10.3847/1538-4357/abb828. S2CID 229001633.
  5. ^ Drake, J. F.; Agapitov, O.; Swisdak, M.; Badman, S. T.; Bale, S. D.; Horbury, T. S.; Kasper, J. C.; MacDowall, R. J.; Mozer, F. S.; Phan, T. D.; Pulupa, M.; Szabo, A.; Velli, M. (June 2021). "Switchbacks as signatures of magnetic flux ropes generated by interchange reconnection in the corona". Astronomy & Astrophysics. 650: A2. arXiv:2009.05645. Bibcode:2021A&A...650A...2D. doi:10.1051/0004-6361/202039432. S2CID 221655769.
  6. ^ Squire, J.; Chandran, B. D. G.; Meyrand, R. (2020). "In-situ Switchback Formation in the Expanding Solar Wind". The Astrophysical Journal. 891 (1): L2. arXiv:2001.08422. Bibcode:2020ApJ...891L...2S. doi:10.3847/2041-8213/ab74e1. S2CID 210860810.
  7. ^ "Solar Orbiter solves magnetic switchback mystery". www.esa.int. Retrieved 2022-09-19.
  8. ^ Telloni, Daniele; Zank, Gary (2022). "Observation of a Magnetic Switchback in the Solar Corona". The Astrophysical Journal Letters. 936 (936:L25): L25. arXiv:2206.03090. Bibcode:2022ApJ...936L..25T. doi:10.3847/2041-8213/ac8104. hdl:2158/1282780. S2CID 249431657.