ADVERTENTIE

Mars Orbiter Mission (MOM) van ISRO: nieuw inzicht in de voorspelling van zonneactiviteit

The researchers have studied the turbulence in Sun’s corona using radio signals sent to Earth by the ultra-low-cost maart satelliet when the Earth and maart were in conjunction on the opposite sides of the Sun (the conjunction usually happens once in approximately two years). The radio signalen van de satelliet had passed through the corona region of Sun at a close distance of 10 Rʘ (1 Rʘ = zonne- radii = 696,340 km). The frequency residual of the received signal was analyzed to obtain coronal turbulence spectrum. The findings seemed to be consistent with in-situ findings of Parker Zonne Probe. This study provided a very low-cost opportunity to study dynamics in coronal region (in absence of a very high cost in-situ zonne- probe) and a new insight into how investigation of turbulence in zonne- coronal region using radio signals sent by a maart orbiter to Earth can help improve prediction of zonne- activity which is of great significance for life forms and the civilization on Earth. 

De maart Orbiter Mission (MOM) of Indian Tussenruimte Onderzoeksorganisatie (ISRO) werd gelanceerd op 5 november 2013 met een geplande missieduur van zes maanden. Het heeft zijn levensduur ver overschreden en bevindt zich momenteel in de verlengde missiefase.  

A team of researchers used radio signals from the satelliet het bestuderen van zonne- corona when the Earth and maart were on opposite sides of the Sun. During the periods of conjunction, which usually happen once in approximately two years, radio signals from the orbiter cross through the zonne- coronal region as close as 10 Rʘ (1 Rʘ = zonne- radii = 696,340 km) helio-altitude from the center of Sun and gives opportunities to study zonne- dynamiek.  

De zonne- corona is the region where temperature can be as high as several million degrees centigrade. The solar winds originate and accelerate in this region and engulf interplanetary ruimten which shape the magnetosphere of planets and affect the ruimte weather near-Earth environment. Studying this is an important imperative1. Het hebben van een in-situ sonde zou ideaal zijn, maar het gebruik van radiosignalen (verzonden door ruimtevaartuigen en ontvangen op aarde na een reis door het coronale gebied, biedt een uitstekend alternatief.  

In de recente krant2 gepubliceerd in de Monthly Notices of Royal Astronomical Society, bestudeerden de onderzoekers de turbulentie in het coronale gebied van de zon tijdens een periode van afnemende fase van de zonnecyclus en rapporteren ze dat zonnewinden versnellen en de overgang van subalfvenische naar superalfvenische stroming plaatsvindt rond 10–15 Rʘ. Ze bereiken verzadiging op een relatief lagere heliohoogte in vergelijking met een periode met een hoge zonneactiviteit. Overigens lijkt deze bevinding te worden ondersteund door de directe observatie van Solar Corona door Parker Probe3 .  

Aangezien de zonnecorona een geladen plasmamedium is en intrinsieke turbulentie heeft, introduceert het dispersieve effecten in parameters van elektromagnetische radiogolven die er doorheen reizen. Turbulentie in het coronale medium veroorzaakt fluctuaties in plasmadichtheid die worden geregistreerd als fluctuaties in de fase van radiogolven die door dat medium komen. Radiosignalen die op het grondstation worden ontvangen, bevatten dus de signatuur van zich voortplantend medium en worden spectraal geanalyseerd om turbulentiespectrum in het medium af te leiden. Dit vormt de basis van de coronale radiogeluidstechniek die door het ruimtevaartuig is gebruikt om coronale gebieden te bestuderen.  

Doppler-frequentieresiduen verkregen uit signalen worden spectraal geanalyseerd om het coronale turbulentiespectrum te verkrijgen op heliocentrische afstanden variërend tussen 4 en 20 Rʘ. Dit is het gebied waar zonnewind voornamelijk wordt versneld. De veranderingen in het turbulentieregime worden goed weerspiegeld in spectrale indexwaarden van het temporele frequentiefluctuatiespectrum. Het is waargenomen dat het turbulentievermogensspectrum (tijdelijk spectrum van frequentiefluctuaties) bij een lagere heliocentrische afstand (<10 Rʘ), is afgeplat in gebieden met lagere frequenties met een lagere spectrale index die overeenkomt met het versnellingsgebied van de zonnewind. Lagere spectrale indexwaarden dichter bij het oppervlak van de zon duiden op het energie-invoerregime waar turbulentie nog steeds onderontwikkeld is. Voor grotere heliocentrische afstanden (> 10Rʘ) wordt de curve steiler met een spectrale index van bijna 2/3, wat een indicatie is van traagheidsregimes van ontwikkelde Kolmogorov-type turbulentie waarbij energie door cascadering wordt getransporteerd.  

De algemene kenmerken van het turbulentiespectrum hangen af ​​van factoren zoals de fase van de zonneactiviteitscyclus, de relatieve prevalentie van zonne-actieve gebieden en coronale gaten. Dit werk op basis van MOM-gegevens geeft inzicht in de zwakke maxima van zonnecyclus 24, die wordt geregistreerd als een eigenaardige zonnecyclus in termen van algehele lagere activiteit dan andere eerdere cycli. 

Interessant is dat deze studie een zeer goedkope manier aantoont om turbulentie in het coronale gebied van de zon te onderzoeken en te volgen met behulp van een radiogeluidsmethode. Dit kan enorm nuttig zijn om de zonneactiviteit in de gaten te houden, wat op zijn beurt cruciaal kan zijn bij het voorspellen van al het belangrijke zonneweer, met name in de buurt van de aarde.  

***

Referenties:  

  1. Prasad U., 2021. Tussenruimte Weather, Solar Wind Disturbances and Radio Bursts. Scientific European. Published 11 February 2021. Available at http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  
  1. Jain R., c.s. 2022. Een onderzoek naar de coronale dynamiek van de zon tijdens de post-maximafase van de zonnecyclus 24 met behulp van S-band radiosignalen van de Indiase Mars-orbitermissie. Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society, stac056. In originele vorm ontvangen 26 september 2021. Gepubliceerd 13 januari 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 
  1. J.C. Kasper et al. Parker Solar Probe betreedt de magnetisch gedomineerde zonnecorona. Fys. ds. Lett. 127, 255101. Ontvangen 31 oktober 2021. Gepubliceerd 14 december 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***

Umes Prasad
Umes Prasad
Wetenschapsjournalist | Oprichter en redacteur, Scientific European magazine

Abonneer u op onze nieuwsbrief

Om op de hoogte te blijven van het laatste nieuws, aanbiedingen en speciale aankondigingen.

Meest populaire artikelen

ISRO lanceert Chandrayaan-3 maanmissie  

Chandrayaan-3 maanmissie zal demonstreren ''zachte maanlanding'' mogelijkheid...

Nieuwe, meest gedetailleerde beelden van het stervormingsgebied NGC 604 

James Webb Space Telescope (JWST) heeft nabij-infrarood- en...

Ter herinnering aan professor Peter Higgs, bekend van het Higgs-deeltje 

De Britse theoretisch natuurkundige professor Peter Higgs, bekend vanwege het voorspellen...
- Advertentie -
94,492FansLike
47,677volgersVolg
1,772volgersVolg
30abonneesInschrijven