ISRO-ს მარსის ორბიტერის მისია (MOM): ახალი ხედვა მზის აქტივობის პროგნოზირების შესახებ

მკვლევარებმა შეისწავლეს მზის გვირგვინში არსებული ტურბულენტობა რადიო სიგნალები, რომლებიც დედამიწაზე იგზავნება ულტრა დაბალ ფასად ფორუმი orbiter როცა დედამიწა და ფორუმი იყვნენ შეერთებაში მზის მოპირდაპირე მხარეს (შეერთება ჩვეულებრივ ხდება დაახლოებით ორ წელიწადში ერთხელ). The რადიო სიგნალები orbiter გაიარა მზის გვირგვინის რეგიონში 10 Rʘ (1 Rʘ = მზის რადიუსი = 696,340 კმ). მიღებული სიგნალის სიხშირის ნარჩენი გაანალიზდა კორონალური ტურბულენტური სპექტრის მისაღებად. აღმოჩენები, როგორც ჩანს, შეესაბამებოდა პარკერის in-situ დასკვნებს Solar ზონდი. ამ კვლევამ მოგვცა ძალიან დაბალფასიანი შესაძლებლობა კორონალურ რეგიონში დინამიკის შესასწავლად (ძალიან მაღალი ღირებულების არარსებობის შემთხვევაში in-situ მზის გამოძიება) და ახალი ხედვა იმის შესახებ, თუ როგორ იკვლევენ ტურბულენტობას მზის კორონალური რეგიონი ა-ს მიერ გაგზავნილი რადიოსიგნალების გამოყენებით ფორუმი დედამიწის ორბიტას შეუძლია ხელი შეუწყოს პროგნოზის გაუმჯობესებას მზის აქტივობა, რომელსაც უდიდესი მნიშვნელობა აქვს სიცოცხლის ფორმებისა და დედამიწაზე ცივილიზაციისთვის. 

ის ფორუმი ინდოეთის ორბიტერის მისია (MOM). ფართი კვლევითი ორგანიზაცია (ISRO) ამოქმედდა 5 წლის 2013 ნოემბერს მისიის დაგეგმილი ვადით 6 თვე. მან ბევრად გადააჭარბა თავის სიცოცხლეს და ამჟამად არის გაფართოებული მისიის ფაზაში.  

მკვლევართა ჯგუფმა გამოიყენა რადიოსიგნალები orbiter შესასწავლად მზის კორონას როცა დედამიწა და ფორუმი იმყოფებოდნენ მზის საპირისპირო მხარეს. შეერთების პერიოდებში, რომლებიც ჩვეულებრივ ხდება დაახლოებით ორ წელიწადში ერთხელ, ორბიტერის რადიოსიგნალები კვეთს მზის კორონალური რეგიონი 10 Rʘ-მდე (1 Rʘ = მზის რადიუსი = 696,340 კმ) ჰელიო-სიმაღლე მზის ცენტრიდან და იძლევა შესწავლის შესაძლებლობას მზის დინამიკა.  

ის მზის კორონა არის რეგიონი, სადაც ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე მილიონ გრადუსს. მზის ქარები წარმოიქმნება და აჩქარებს ამ რეგიონში და შთანთქავს პლანეტათაშორისს ფართები რომლებიც აყალიბებენ პლანეტების მაგნიტოსფეროს და გავლენას ახდენენ სივრცეში ამინდი დედამიწის მახლობლად. ამის შესწავლა მნიშვნელოვანი იმპერატიულია¹. ადგილზე ზონდის ქონა იდეალური იქნებოდა, თუმცა რადიოსიგნალების გამოყენება (გადაცემული კოსმოსური ხომალდით და მიღებული დედამიწაზე კორონალურ რეგიონში მოგზაურობის შემდეგ, შესანიშნავი ალტერნატივაა.  

ბოლო ნაშრომში² გამოქვეყნებული სამეფო ასტრონომიული საზოგადოების ყოველთვიურ შეტყობინებებში, მკვლევარებმა შეისწავლეს ტურბულენტობა მზის კორონალურ რეგიონში მზის ციკლის კლების ფაზის პერიოდში და განაცხადეს, რომ მზის ქარები აჩქარებს და მისი გადასვლა სუბალვენურიდან სუპერალფვენურ ნაკადზე ხდება დაახლოებით 10-15 Rʘ. ისინი აღწევენ გაჯერებას შედარებით დაბალ ჰელიო-სიმაღლეებზე მზის მაღალი აქტივობის პერიოდთან შედარებით. სხვათა შორის, ამ აღმოჩენას, როგორც ჩანს, მხარს უჭერს პარკერ ზონდის პირდაპირი დაკვირვება მზის კორონაზე.³ ასევე.  

იმის გამო, რომ მზის გვირგვინი არის დამუხტული პლაზმური გარემო და აქვს შინაგანი ტურბულენტობა, ის ახდენს დისპერსიულ ეფექტებს მასში მოძრავი ელექტრომაგნიტური რადიოტალღების პარამეტრებში. კორონალურ გარემოში ტურბულენტობა წარმოქმნის პლაზმის სიმკვრივის რყევებს, რომლებიც რეგისტრირდება როგორც რყევები რადიოტალღების ფაზაში, რომლებიც წარმოიქმნება ამ გარემოში. ამრიგად, მიწისქვეშა სადგურზე მიღებული რადიოსიგნალები შეიცავს გამავრცელებელი საშუალების ხელმოწერას და ხდება სპექტრული ანალიზი, რათა გამოიტანოს ტურბულენტური სპექტრი გარემოში. ეს ქმნის საფუძველს კორონალური რადიოხმოვანი ტექნიკის, რომელიც გამოიყენებოდა კოსმოსური ხომალდის მიერ კორონალური რეგიონების შესასწავლად.  

სიგნალებიდან მიღებული დოპლერის სიხშირის ნარჩენები სპექტრულად ანალიზდება კორონალური ტურბულენტური სპექტრის მისაღებად ჰელიოცენტრულ დისტანციებზე 4-დან 20 Rʘ-მდე. ეს ის რეგიონია, სადაც მზის ქარი ძირითადად აჩქარებს. ტურბულენტობის რეჟიმის ცვლილებები კარგად აისახება დროებითი სიხშირის რყევების სპექტრის სპექტრულ ინდექსის მნიშვნელობებში. შეინიშნება, რომ ტურბულენტური სიმძლავრის სპექტრი (სიხშირის რყევების დროითი სპექტრი) დაბალ ჰელიოცენტრულ მანძილზე (<10 Rʘ), დაბლა გაბრტყელდა ქვედა სიხშირის რეგიონებში ქვედა სპექტრული ინდექსით, რომელიც შეესაბამება მზის ქარის აჩქარების რეგიონს. მზის ზედაპირთან უფრო ახლოს სპექტრული ინდექსის მნიშვნელობები მიუთითებს ენერგიის შეყვანის რეჟიმზე, სადაც ტურბულენტობა ჯერ კიდევ განუვითარებელია. უფრო დიდი ჰელიოცენტრული დისტანციებისთვის (> 10Rʘ), მრუდი იზრდება 2/3-თან ახლოს სპექტრული ინდექსით, რაც მიუთითებს განვითარებული კოლმოგოროვის ტიპის ტურბულენტობის ინერციულ რეჟიმებზე, სადაც ენერგია ტრანსპორტირდება კასკადური გზით.  

ტურბულენტური სპექტრის საერთო მახასიათებლები დამოკიდებულია ისეთ ფაქტორებზე, როგორიცაა მზის აქტივობის ციკლის ფაზა, მზის აქტიური რეგიონების შედარებითი გავრცელება და კორონალური ხვრელები. ეს ნაშრომი, რომელიც დაფუძნებულია MOM-ის მონაცემებზე, გვაწვდის ინფორმაციას 24-ე მზის ციკლის სუსტი მაქსიმუმების შესახებ, რომელიც ჩაწერილია, როგორც მზის თავისებური ციკლი საერთო დაბალი აქტივობის თვალსაზრისით, ვიდრე სხვა წინა ციკლები. 

საინტერესოა, რომ ეს კვლევა აჩვენებს ძალიან იაფ გზას მზის კორონალურ რეგიონში ტურბულენტობის გამოსაკვლევად და მონიტორინგისთვის რადიოგახმოვანების მეთოდის გამოყენებით. ეს შეიძლება იყოს ძალიან სასარგებლო მზის აქტივობის შესახებ ჩანართის შესანარჩუნებლად, რაც თავის მხრივ შეიძლება გადამწყვეტი იყოს ყველა მნიშვნელოვანი მზის ამინდის პროგნოზირებისთვის, განსაკუთრებით დედამიწის მახლობლად.  

***

წყაროები:  

1. Prasad U., 2021 წ. ფართი ამინდი, მზის ქარის დარღვევა და რადიო აფეთქებები. სამეცნიერო ევროპული. გამოქვეყნებულია 11 წლის 2021 თებერვალს. ხელმისაწვდომია მისამართზე http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  

2. ჯაინ რ., et al 2022. კვლევა მზის გვირგვინის დინამიკის შესახებ მზის ციკლის 24-ის პოსტ-მაქსიმა ფაზის დროს S-band რადიოსიგნალების გამოყენებით ინდური მარსის ორბიტერის მისიიდან. სამეფო ასტრონომიული საზოგადოების ყოველთვიური შენიშვნები, stac056. მიღებულია ორიგინალური სახით 26 წლის 2021 სექტემბერს. გამოქვეყნებულია 13 წლის 2022 იანვარს. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 

3. J. C. Kasper და სხვ. პარკერის მზის ზონდი შედის მაგნიტურად დომინირებულ მზის კორონაში. ფიზ. მეუფე ლეტ. 127, 255101. მიღებულია 31 წლის 2021 ოქტომბერს. გამოქვეყნებულია 14 წლის 2021 დეკემბერს. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***