Naukowcy z NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) dokonali przełomowego odkrycia w dziedzinie heliofizyki, rzucając nowe światło na długotrwałą zagadkę wiatru słonecznego. Wykorzystując dane z sond kosmicznych Parker Solar Probe i Solar Orbiter, badacze zidentyfikowali kluczową rolę fal magnetycznych, znanych jako fale Alfvéna, w procesie przyspieszania i ogrzewania wiatru słonecznego.

Wiatr słoneczny, strumień naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce, od dziesięcioleci intrygował naukowców swoim nietypowym zachowaniem. Wbrew przewidywaniom teoretycznym, wiatr słoneczny staje się znacznie gorętszy i szybszy w miarę oddalania się od Słońca. To zjawisko, niezgodne z intuicyjnym założeniem o stopniowym ochładzaniu się plazmy, stanowiło zagadkę od początku ery kosmicznej.

Kluczem do rozwiązania tej tajemnicy okazała się unikalna konfiguracja sond kosmicznych w lutym 2022 roku. Parker Solar Probe NASA zbierała dane zaledwie 9 milionów kilometrów od powierzchni Słońca, podczas gdy Solar Orbiter ESA analizował ten sam strumień wiatru słonecznego dwa dni później, w odległości około 89 milionów kilometrów. Ta rzadka zbieżność umożliwiła naukowcom prześledzenie ewolucji wiatru słonecznego na różnych etapach jego podróży.

Analiza danych wykazała, że plazma nie tylko przyspieszyła, ale również zyskała energię cieplną w stopniu przekraczającym wcześniejsze prognozy. Badacze doszli do wniosku, że za ten fenomen odpowiadają fale Alfvéna - oscylacje w polu magnetycznym Słońca. Te fale plazmy okazały się głównym mechanizmem pompującym energię do wiatru słonecznego, powodując jego przyspieszenie i ogrzewanie.

Odkrycie to ma fundamentalne znaczenie dla naszego rozumienia dynamiki Słońca i jego wpływu na przestrzeń kosmiczną. Wiatr słoneczny odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu pogody kosmicznej, która może mieć poważne konsekwencje dla technologii na Ziemi. Interakcje wiatru słonecznego z magnetosferą ziemską mogą zakłócać działanie satelitów, systemów GPS, a nawet sieci energetycznych.

Zrozumienie mechanizmów stojących za przyspieszaniem i ogrzewaniem wiatru słonecznego otwiera nowe możliwości w dziedzinie prognozowania pogody kosmicznej. Może to prowadzić do udoskonalenia systemów ochrony infrastruktury krytycznej na Ziemi przed potencjalnie szkodliwymi skutkami aktywności słonecznej.

Co więcej, odkrycie to ma implikacje wykraczające poza nasz układ słoneczny. Mechanizm fal Alfvéna może być uniwersalnym zjawiskiem występującym w atmosferach innych gwiazd, co otwiera nowe perspektywy w astrofizyce i badaniach nad ewolucją gwiazd.

Naukowcy podkreślają, że obserwacje wykazały znaczące ogrzewanie i przyspieszenie plazmy między zewnętrzną krawędzią korony słonecznej a orbitą Wenus. Obliczenia potwierdziły, że tłumienie i praca mechaniczna wykonywana przez fale Alfvéna są wystarczające do zasilenia procesu ogrzewania i przyspieszania szybkiego wiatru słonecznego w wewnętrznej heliosferze.

To przełomowe odkrycie jest rezultatem ścisłej współpracy międzynarodowej i wykorzystania najnowocześniejszych technologii kosmicznych. Pokazuje ono, jak ważne jest połączenie danych z różnych misji kosmicznych dla uzyskania pełnego obrazu złożonych zjawisk zachodzących w naszym układzie słonecznym.

Badania te nie tylko rozwiązują długotrwałą zagadkę w fizyce słonecznej, ale także otwierają nowe ścieżki badawcze. Naukowcy planują dalsze obserwacje i analizy, aby głębiej zrozumieć rolę fal Alfvéna w dynamice wiatru słonecznego i ich potencjalne zastosowania w innych dziedzinach fizyki plazmy.

Odkrycie to podkreśla znaczenie ciągłych inwestycji w badania kosmiczne i misje heliofizyczne. Zrozumienie zachowania Słońca i jego wpływu na przestrzeń międzyplanetarną jest kluczowe nie tylko dla nauki, ale także dla ochrony naszej technologicznie zaawansowanej cywilizacji przed zagrożeniami związanymi z pogodą kosmiczną.

W miarę jak naukowcy kontynuują analizę danych z Parker Solar Probe i Solar Orbiter, możemy spodziewać się kolejnych fascynujących odkryć, które pomogą nam lepiej zrozumieć nasze miejsce w kosmosie i dynamikę gwiazdy, która daje życie naszej planecie.