Fale Alfvéna napędzają przyspieszanie i ogrzewanie wiatru słonecznego

Analizując dane z należącej do NASA sondy Parker Solar Probe i sondy Solar Orbiter należącej do ESA, astrofizycy odkryli, że fale Alfvéna napędzają przyspieszenie i ogrzewanie wiatru słonecznego.

Wiatr słoneczny

.W swoim badaniu zatytułowanym „In situ observations of large-amplitude Alfvén waves heating and accelerating the solar wind”, opublikowanym w czasopiśmie Science, naukowcy z CNR-Institute for Plasma Science and Technology w Szwecji i University of Calabria we Włoszech, pod kierownictem Luca Sorriso-Valvo i Francesco Malara, porównali dane z dwóch sond kosmicznych należących do NASA i ESA, aby dowiedzieć się więcej o źródłach energii wpływających na wiatr słoneczny.

Jak zaznaczają astronomowie, poprzednie badania wykazały, że gdy wiatr słoneczny wychodzi z korony słonecznej, ochładza się, ale także przyspiesza. Wcześniejsze analizy sugerowały również, że chłodzenie nie następuje tak szybko, jak powinno, ze względu na swobodną ekspansję – co wskazuje na dodatkowe źródło ciepła. Niektórzy badacze twierdzili, że źródłem ciepła mogą być fale Alfvéna – rodzaj elektromagnetycznej fali plazmowej. W nowym badaniu naukowcy znaleźli dowody na poparcie tej teorii.

Fale Alfvéna

.Aby dowiedzieć się, czy fale Alfvéna są odpowiedzialne za przyspieszenie i wkład ciepła do wiatru słonecznego, naukowcy porównali dane pozyskane z sond NASA Parker Solar Probe i ESA Solar Orbiter w odpowiednim momencie ich podróży, gdy ich urządzenia mogły przyjrzeć się temu zjawisku.

W czasie, gdy wiatr słoneczny uderzył w drugą sondę 40 godzin po uderzeniu w pierwszą, dając naukowcom możliwość zmierzenia różnic energii. Odkryli, że fale Alfvéna o dużej amplitudzie, które naciskały na wiatr słoneczny, zmuszając go do zmiany kierunku. Pomiary z drugiej sondy nie wykazały takiej siły. Badacze podkreślają również, że sam wiatr słoneczny stał się cieplejszy.

Obliczając ilość energii utraconej przez fale Alfvéna, naukowcy odkryli, że odpowiada ona energii wymaganej do ogrzania wiatru słonecznego i przyspieszenia go w sposób zgodny z obserwacjami z drugiej sondy. Astrofzizycy sugeruje, że ich obserwacje i obliczenia stanowią mocny argument za tym, że fale Alfvéna są siłą napędową przyspieszania i ogrzewania wiatru słonecznego.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG