Badan Antariksa Eropa/NASA Pesawat ruang angkasa Solar Orbiter telah mendeteksi sejumlah besar pancaran material kecil yang keluar dari atmosfer luar Matahari. Setiap jet berlangsung antara 20 dan 100 detik, dan meledak plasma dengan kecepatan sekitar 100 km/s (60 mph) atau 360.000 km/jam (220.000 mph). Jet-jet ini bisa menjadi sumber angin matahari yang telah lama ditunggu-tunggu.

Memahami angin matahari

Angin matahari terdiri dari partikel bermuatan yang disebut plasma, yang terus-menerus lepas dari matahari. Ia menyebar ke luar melalui ruang antarplanet, menabrak apa pun yang dilewatinya. Ketika angin matahari bertabrakan dengan medan magnet bumi, maka terjadilah aurora borealis.

Meskipun angin matahari merupakan fitur mendasar matahari, memahami bagaimana dan di mana angin matahari dihasilkan di dekat matahari terbukti sulit dipahami dan telah menjadi fokus utama penelitian selama beberapa dekade. Kini, dengan instrumentasi superiornya, Solar Orbiter telah membawa kita pada langkah maju yang penting.

Gambar mosaik ini menunjukkan sejumlah besar pancaran material kecil yang keluar dari atmosfer luar Matahari. Gambar tersebut berasal dari pesawat luar angkasa ESA/NASA Solar Orbiter. Mereka tampak sebagai garis-garis gelap di permukaan Matahari dalam mosaik ini. Gambar tersebut bersifat “negatif” yang berarti meskipun pancaran tersebut tampak gelap, namun pancaran tersebut merupakan kilatan terang di permukaan Matahari. Kredit gambar: Tim ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI; Ucapan Terima Kasih: Lakshmi Pradeep Cheetah, Institut Max Planck untuk Penelitian Tata Surya, CC BY-SA 3.0 IGO

Pencitraan resolusi tinggi dari permukaan matahari

Data tersebut berasal dari Extreme Ultraviolet Imager Instrument (EUI) Solar Orbiter. Gambar kutub selatan matahari, yang diambil oleh EUI pada 30 Maret 2022, mengungkapkan serangkaian fitur samar berumur pendek yang terkait dengan semburan kecil plasma yang dikeluarkan dari atmosfer matahari.

“Kami hanya dapat mendeteksi jet kecil ini karena gambar beresolusi tinggi dan berfrekuensi tinggi yang belum pernah ada sebelumnya yang dihasilkan oleh EUI,” kata Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Institute for Solar System Research, Jerman, dan penulis utama makalah yang menjelaskan hal ini. bekerja. . Secara khusus, gambar diambil dalam saluran ultraviolet ekstrim dari pencitraan resolusi tinggi EUI, yang mengamati plasma matahari pada magnitudo sepersejuta pada panjang gelombang 17,4 nanometer.

Yang menarik adalah fakta bahwa analisis menunjukkan bahwa fitur-fitur ini disebabkan oleh pelepasan plasma dari atmosfer matahari.

Film ini dibuat berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh pesawat luar angkasa ESA/NASA Solar Orbiter pada tanggal 30 Maret 2022, antara pukul 04:30 hingga 04:55. UTCItu sebelumnya dirilis tahun lalu. Menunjukkan lubang koronal di dekat kutub selatan matahari. Analisis selanjutnya mengungkapkan bahwa banyak pesawat kecil diluncurkan selama observasi. Mereka muncul sebagai kilatan cahaya kecil yang menyinari gambar. Masing-masing dari mereka mengeluarkan partikel bermuatan, yang dikenal sebagai plasma, ke luar angkasa. Lingkaran menunjukkan ukuran bumi dibandingkan dengan volumenya. Kredit gambar: Tim ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI; Ucapan Terima Kasih: Lakshmi Pradeep Cheetah, Institut Max Planck untuk Penelitian Tata Surya

Struktur magnetik dan angin matahari

Para peneliti telah mengetahui selama beberapa dekade bahwa sebagian besar angin matahari berhubungan dengan struktur magnet yang disebut lubang koronal, yaitu wilayah di mana medan magnet matahari tidak kembali ke matahari. Sebaliknya, medan magnet meluas hingga ke tata surya.

Plasma dapat mengalir sepanjang garis medan magnet “terbuka”, menuju ke tata surya, menciptakan angin matahari. Namun pertanyaannya adalah: Bagaimana plasma tersebut ditembakkan?

Asumsi tradisionalnya adalah karena corona panas, ia akan mengembang secara alami dan sebagian akan keluar ke sepanjang garis medan. Namun temuan baru ini mengamati lubang koronal yang terletak di kutub selatan matahari, dan masing-masing jet yang terdeteksi menantang asumsi bahwa angin matahari hanya dihasilkan dalam aliran yang terus menerus dan stabil.

“Salah satu temuan di sini adalah aliran ini tidak terlalu seragam, dan keberadaan jet di mana-mana menunjukkan bahwa angin matahari dari lubang koronal mungkin berasal dari aliran yang sangat sporadis,” kata Andre Zhukov, Royal Observatory di Belgia. , seorang kolaborator dalam pekerjaan yang memimpin kampanye pemantauan Solar Orbiter.

Misi Solar Orbiter Badan Antariksa Eropa akan bertemu matahari dari dalam orbit Merkurius pada titik terdekatnya. Sumber: medialab ESA/ATG

Analisis energi pesawat

Energi yang terkait dengan masing-masing bidang kecil. Di ujung atas fenomena koronal terdapat jilatan api matahari Kelas X, dan di ujung bawah disebut nanoflares. Ada miliaran kali lebih banyak energi di suar X dibandingkan di nanoflare. Jet kecil yang terdeteksi oleh Solar Orbiter kurang energik dibandingkan jet ini, memancarkan energi sekitar seribu kali lebih sedikit dibandingkan nanoflare, dan mengarahkan sebagian besar energi tersebut untuk mengeluarkan plasma.

Keberadaan mereka di mana-mana, seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan baru, menunjukkan bahwa mereka mengeluarkan sebagian besar materi yang kita lihat dalam angin matahari. Ada kemungkinan bahwa akan ada acara-acara yang lebih kecil dan lebih sering yang memberikan dampak lebih besar.

“Saya pikir ini merupakan langkah penting untuk menemukan sesuatu di piringan yang pasti berkontribusi terhadap angin matahari,” kata David Bergmans, Royal Observatory Belgia dan peneliti utama EUI.

Pengamatan di masa depan dan implikasi yang lebih luas

Saat ini Solar Orbiter masih mengorbit Matahari di dekat ekuator. Jadi, dalam pengamatan ini, EUI melihat ke seberang Kutub Selatan dengan sudut pandang penggembalaan.

“Sulit untuk mengukur beberapa sifat jet kecil ini jika dilihat dari tepian, namun dalam beberapa tahun, kita akan melihatnya dari sudut pandang yang berbeda dibandingkan teleskop atau observatorium lain, sehingga hal ini akan sangat membantu kita berdua. ” dia berkata. Daniel Müller, ilmuwan proyek ESA untuk Solar Orbiter.

Ini karena seiring berjalannya misi, pesawat ruang angkasa juga akan berjalan Orbitnya secara bertahap dimiringkan menuju wilayah kutub. Sementara itu, aktivitas di Matahari akan berkembang melalui siklus matahari dan lubang koronal akan mulai muncul di berbagai garis lintang, memberikan perspektif baru yang unik.

Semua peserta akan bersemangat untuk melihat wawasan baru apa yang dapat mereka kumpulkan karena pekerjaan ini melampaui tata surya kita.

Matahari adalah satu-satunya bintang yang atmosfernya dapat kita amati dengan sangat detail, namun kemungkinan besar proses yang sama juga terjadi pada bintang lain. Hal ini mengubah pengamatan ini menjadi penemuan proses astrofisika mendasar.

Referensi: “Jet Picoflare yang Menggerakan Angin Matahari yang Muncul dari Lubang Koral di Matahari” oleh LP Chitta, AN Zhukov, D. Berghmans, H. Peter, S. Parenti, S. Mandal, R. Aznar Cuadrado, U. Schühle, L.Triaka, F. Osher, K. Barzynski, E.; Bushlin, L.; Hara, E. Kreikamp, ​​​​DM, Panjang, L. Rodriguez, C. Schwanitz, BJ Smith, C. Verbeek, DB Seton, 24 Agustus 2023, Tersedia Di Sini. Sains.
doi: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter adalah misi luar angkasa hasil kerjasama internasional antara Badan Antariksa Eropa dan NASA, dan dioperasikan oleh Badan Antariksa Eropa.