Фізики вперше детально вивчили електричне поле Сонця

У новому дослідженні фізики повідомляють про перші точні вимірювання електричного поля Сонця і про те, як електричне поле взаємодіє з сонячним вітром, швидко поточним потоком заряджених частинок, який може впливати на діяльність людини на Землі.

Вчені розрахували розподіл електронів в електричному полі Сонця, що стало можливим завдяки тому факту, що зонд Parker Solar Probe пролетів в межах 0,1 астрономічної одиниці (а. е.), або всього в 15 мільйонів км від Сонця - ближче, ніж будь-який інший космічний апарат.

За розподілом електронів фізики змогли більш чітко визначити розмір електричного поля Сонця, ніж це було можливо раніше.

"Ключовий момент, який я хотів би відзначити, це те, що ви не можете проводити такі вимірювання далеко від Сонця. Ви можете зробити їх тільки тоді, коли наблизитеся до нього ", - говорить Джаспер Халекас, автор дослідження.

"Це все одно, що намагатися зрозуміти водоспад, дивлячись на річку в милі нижче за течією. Вимірювання, які ми зробили на 0,1 о.о., говорять про те, що ми насправді знаходимося у водоспаді. У цей момент сонячний вітер все ще прискорюється. Це дійсно просто приголомшливе середовище ".

Електричне поле Сонця виникає в результаті взаємодії протонів і електронів, що виникають при поділі атомів водню на частини в інтенсивному теплі, що генерується термоядерним синтезом глибоко всередині Сонця.

У цьому середовищі електрони з масою в 1800 разів менше, ніж у протонів, вилітають назовні, будучи менш стриманими гравітацією, ніж їх більш важкі протонні побратими. Але протони з їх позитивним зарядом володіють деяким контролем, стримуючи деякі електрони через знайомі сили тяжіння протилежно заряджених частинок.

Уявіть електричне поле Сонця у вигляді величезної чаші, а електрони - у вигляді кульок, що котяться по боках з різною швидкістю. Деякі електрони, або кульки в цій метафорі, досить рухливі, щоб перетнути край чаші, в той час як інші не прискорюються досить швидко і в кінцевому підсумку відкочуються до основи чаші.

«Ми вимірюємо тих, хто повертається, а не тих, які відлітають», - каже Джаспер Халекас. "По суті, існує межа в енергії між тими, які покидають чашу, і тими, які цього не роблять, і її можна виміряти. Оскільки ми досить близькі до Сонця, ми можемо точно виміряти розподіл електронів ".

З цих вимірювань фізики можуть більше дізнатися про сонячний вітер - потік плазми, що летить зі швидкістю мільйон кілометрів на годину, що виходить від Сонця, яка омиває Землю та інші планети Сонячної системи. Вони виявили, що електричне поле Сонця має певний вплив на сонячний вітер, але менший, ніж передбачалося.

«Тепер ми можемо визначити, яка частина прискорення забезпечується електричним полем Сонця», - говорить Джаспер Халекас. "Схоже, що це невелика частина від загального числа. Це не головне, що дає поштовх сонячному вітру. Але воно також вказує на інші механізми, які можуть давати більшу частину енергії сонячному вітру ".

Стаття про дослідження була опублікована в Astrophysical Journal.