Mars Orbiter Mission (MOM) ของ ISRO: ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการทำนายกิจกรรมสุริยะ

นักวิจัยได้ศึกษาความปั่นป่วนในโคโรนาของดวงอาทิตย์โดยใช้ วิทยุ สัญญาณที่ส่งมายังโลกด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก ดาวอังคาร ยานอวกาศ เมื่อโลกและ ดาวอังคาร อยู่ร่วมที่ด้านตรงข้ามของดวงอาทิตย์ (การร่วมมักเกิดขึ้นหนึ่งครั้งในประมาณสองปี) ที่ วิทยุ สัญญาณจาก ยานอวกาศ ได้ผ่านบริเวณโคโรนาของดวงอาทิตย์ด้วยระยะห่าง 10 Rʘ (1 Rʘ = โซลา รัศมี = 696,340 กม.) วิเคราะห์ความถี่ที่เหลือของสัญญาณที่ได้รับเพื่อให้ได้สเปกตรัมปั่นป่วนโคโรนา การค้นพบนี้ดูเหมือนจะสอดคล้องกับการค้นพบในแหล่งกำเนิดของ Parker พลังงานแสงอาทิตย์ โพรบ การศึกษาครั้งนี้ให้โอกาสที่มีต้นทุนต่ำมากในการศึกษาพลวัตในภูมิภาคโคโรนา (ในกรณีที่ไม่มีต้นทุนในแหล่งกำเนิดที่สูงมาก โซลา การสอบสวน) และข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวิธีการตรวจสอบความปั่นป่วนใน โซลา ภูมิภาคชเวียนโดยใช้สัญญาณวิทยุที่ส่งโดย ดาวอังคาร ยานอวกาศสู่โลกสามารถช่วยปรับปรุงการทำนายของ โซลา กิจกรรมที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อรูปแบบชีวิตและอารยธรรมบนโลก 

พื้นที่ ดาวอังคาร ภารกิจยานอวกาศ (MOM) ของอินเดีย ช่องว่าง หน่วยงานวิจัย (สสส) เปิดตัวเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2013 โดยมีระยะเวลาภารกิจตามแผน 6 เดือน มีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามาก และขณะนี้อยู่ในระยะภารกิจขยายออกไป  

ทีมนักวิจัยได้ใช้สัญญาณวิทยุจาก ยานอวกาศ ไปเรียน โซลา โคโรนาเมื่อโลกและ ดาวอังคาร อยู่ฝั่งตรงข้ามของดวงอาทิตย์ ในช่วงระยะเวลาร่วมซึ่งโดยปกติจะเกิดขึ้นหนึ่งครั้งในรอบประมาณสองปี สัญญาณวิทยุจากยานอวกาศจะข้ามผ่าน โซลา บริเวณโคโรนาใกล้เคียง 10 Rʘ (1 Rʘ = โซลา รัศมี = 696,340 กม.) ระดับความสูงเฮลิโอจากจุดศูนย์กลางดวงอาทิตย์และให้โอกาสในการศึกษา โซลา พลศาสตร์  

พื้นที่ โซลา โคโรนาเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงถึงหลายล้านองศาเซนติเกรด ลมสุริยะเกิดขึ้นและเร่งความเร็วในภูมิภาคนี้และกลืนกินระหว่างดาวเคราะห์ ช่องว่าง ซึ่งสร้างรูปร่างสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์และส่งผลต่อ ช่องว่าง สภาพอากาศใกล้โลก การศึกษาสิ่งนี้เป็นสิ่งจำเป็นที่สำคัญ¹. การมีโพรบในพื้นที่จะเหมาะ อย่างไรก็ตาม การใช้สัญญาณวิทยุ (ที่ส่งโดยยานอวกาศและรับที่โลกหลังจากเดินทางผ่านบริเวณโคโรนัลเป็นทางเลือกที่ดี  

ในกระดาษล่าสุด² ตีพิมพ์ใน Monthly Notices of Royal Astronomical Society นักวิจัยได้ศึกษาความปั่นป่วนในบริเวณสุริยะโคโรนาลในช่วงระยะเวลาของวัฏจักรสุริยะที่ลดลง และรายงานว่าลมสุริยะเร่งความเร็วขึ้น และการเปลี่ยนแปลงจากการไหลของ subalfvenic เป็น super-alfvenic เกิดขึ้นประมาณ 10-15 ร. พวกมันบรรลุความอิ่มตัวที่ระดับความสูงเฮลิโอที่ค่อนข้างต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับช่วงกิจกรรมสุริยะที่สูง อนึ่ง การค้นพบนี้ดูเหมือนว่าจะได้รับการสนับสนุนโดยการสังเกตการณ์ Solar Corona โดยตรงโดย Parker Probe³ เช่นกัน  

เนื่องจากโคโรนาสุริยะเป็นพลาสมาที่มีประจุและมีความปั่นป่วนภายใน จึงทำให้เกิดการกระจายตัวในพารามิเตอร์ของคลื่นวิทยุแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางผ่าน ความปั่นป่วนในสื่อโคโรนัลทำให้เกิดความผันผวนในความหนาแน่นของพลาสมาซึ่งได้รับการลงทะเบียนเป็นความผันผวนในระยะของคลื่นวิทยุที่เกิดขึ้นผ่านตัวกลางนั้น ดังนั้นสัญญาณวิทยุที่ได้รับที่สถานีภาคพื้นดินจึงมีลายเซ็นของสื่อที่แพร่กระจายและได้รับการวิเคราะห์ทางสเปกตรัมเพื่อให้ได้สเปกตรัมความปั่นป่วนในตัวกลาง ซึ่งเป็นพื้นฐานของเทคนิคการทำให้เกิดเสียงวิทยุโคโรนาล ซึ่งยานอวกาศได้ใช้ในการศึกษาบริเวณโคโรนาล  

ความถี่ Doppler ที่เหลือจากสัญญาณจะได้รับการวิเคราะห์ทางสเปกตรัมเพื่อให้ได้สเปกตรัมความปั่นป่วนของโคโรนาที่ระยะห่างจากศูนย์กลางเฮลิโอเซนทรัลตั้งแต่ 4 ถึง 20 Rʘ นี่คือภูมิภาคที่ลมสุริยะมีความเร่งเป็นหลัก การเปลี่ยนแปลงในระบบการปกครองของความปั่นป่วนสะท้อนให้เห็นอย่างดีในค่าดัชนีสเปกตรัมของสเปกตรัมความผันผวนของความถี่ชั่วขณะ เป็นที่สังเกตว่าสเปกตรัมพลังงานความปั่นป่วน (สเปกตรัมชั่วขณะของความผันผวนของความถี่) ที่ระยะเฮลิโอเซนทรัลต่ำกว่า (<10 Rʘ) ได้แผ่กระจายไปที่บริเวณความถี่ต่ำที่มีดัชนีสเปกตรัมต่ำกว่าซึ่งสอดคล้องกับบริเวณความเร่งของลมสุริยะ ค่าดัชนีสเปกตรัมที่ต่ำกว่าใกล้กับพื้นผิวของดวงอาทิตย์หมายถึงระบบการป้อนพลังงานที่ความปั่นป่วนยังไม่ได้รับการพัฒนา สำหรับระยะทางจากศูนย์กลางศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า (> 10Rʘ) เส้นโค้งจะสูงชันด้วยดัชนีสเปกตรัมใกล้กับ 2/3 ซึ่งบ่งบอกถึงระบอบเฉื่อยของความปั่นป่วนประเภท Kolmogorov ที่พัฒนาแล้วซึ่งมีการขนส่งพลังงานผ่านการเรียงซ้อน  

ลักษณะโดยรวมของสเปกตรัมความปั่นป่วนขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น เฟสของวัฏจักรกิจกรรมสุริยะ ความชุกสัมพัทธ์ของบริเวณที่เกิดแสงอาทิตย์ และหลุมโคโรนาล งานนี้อิงตามข้อมูล MOM รายงานข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับค่าสูงสุดของวัฏจักรสุริยะ 24 ซึ่งบันทึกเป็นวัฏจักรสุริยะที่แปลกประหลาดในแง่ของกิจกรรมโดยรวมที่ต่ำกว่ารอบก่อนหน้าอื่น ๆ 

ที่น่าสนใจคือ การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการตรวจสอบและตรวจสอบความปั่นป่วนในบริเวณโคโรนาลสุริยะที่มีต้นทุนต่ำมากโดยใช้วิธีการสร้างเสียงด้วยคลื่นวิทยุ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมากในการรักษาแท็บกิจกรรมสุริยะ ซึ่งในทางกลับกันก็มีความสำคัญในการทำนายสภาพอากาศที่สำคัญทั้งหมดโดยเฉพาะในบริเวณรอบโลก  

***

อ้างอิง:  

1. ปราสาด อ., 2021. ช่องว่าง สภาพอากาศ การรบกวนของลมสุริยะ และการระเบิดของวิทยุ วิทยาศาสตร์ยุโรป เผยแพร่เมื่อ 11 กุมภาพันธ์ 2021 มีจำหน่ายที่ http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  

2. เจน อาร์. อัล et พ.ศ. 2022 การศึกษาพลศาสตร์โคโรนาลของดวงอาทิตย์ในช่วงหลังช่วงสูงสุดของวัฏจักรสุริยะ 24 โดยใช้สัญญาณวิทยุ S-band จากภารกิจโคจรรอบดาวอังคารของอินเดีย ประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์,stac056. ได้รับในรูปแบบเดิม 26 กันยายน พ.ศ. 2021 เผยแพร่เมื่อ 13 มกราคม พ.ศ. 2022 ดอย: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 

3. J.C. Kasper และคณะ Parker Solar Probe เข้าสู่ Solar Corona ที่มีสนามแม่เหล็ก สรีรวิทยา รายได้เลตต์ 127, 255101 รับวันที่ 31 ตุลาคม 2021 เผยแพร่ 14 ธันวาคม 2021 ดอย: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***