Då de tysk-amerikanska rymdfarkosterna Helios 1 och Helios 2 under 1970-talet flög nära solen registrerade båda sonderna plötsliga och
oväntade omkastningar av solens magnetfält. Dessa omkastningar var alltid
plötsliga och alltid tillfälliga och varade från några sekunder till ett antal
timmar innan magnetfältet bytte tillbaka till sin ursprungliga riktning.
Dessa magnetiska omkastningar undersöktes men då på mycket större avstånd från solen av rymdfarkosten Ulysses i slutet av 1990-talet. Istället för en tredjedel av jordens omloppsradie från solen, där Helios-uppdragen befann sig som närmast till solen opererade Ulysses mestadels bortom jordens omloppsbana.
Antalet av som det som snart skulle kallas magnetiska switchbacks upptäcktes dramatiskt fler i antal då solen undersöktes av NASA: s Parker Solar Probe 2018. Detta indikerade att de plötsliga magnetfältförändringarna är fler nära solen än längre bort från denna och ledde till förslaget att de orsakades av S-formade störningar i magnetfältet. Detta förbryllande beteende gav fenomenet namnet switchbacks. Ett antal idéer föreslogs också om hur dessa skulle bildas. Magnetiska switchbacks innebär om vi haft samma fenomen på Jorden (min anm) att den magnetiska nordpolen bytta plats med den magnetiska sydpolen lite då och då.
Den 25 mars 2022 befann sig Solar Orbiter inom planeten Merkurius omloppsbana - och dess Metis-instrument samlade in data. Meti -instrumenet blockerar skenet från solens yta och tog bilder av solens yttre atmosfär. Den så kallade koronan. Partiklarna i koronan är elektriskt laddade och följer solens magnetfältslinjer ut i rymden. De elektriskt laddade partiklarna kallas plasma. Runt 20:39 UT samma dag spelade Meti in en bild av solkoronan som visade en förvrängd S-formad kink (störning) i koronaplasmat. För Daniele Telloni vid National Institute for Astrophysics - Astrophysical Observatory of Torino, Italien, såg det misstänkt likt ut som en solbrytare.
När han jämförde Meti-bilden, som hade tagits i
synligt ljus, med en samtidigt tagen bild av Solar Orbiters Extreme Ultraviolet Imager (EUI) –instrument upptäckte han att magnetfältets byte ägde rum ovanför
en aktiv region av solen katalogiserad
som AR 12972. Aktiva regioner är förknippade med solfläckar och magnetisk
aktivitet. Ytterligare analys av Meti-data visade att plasmarörligheten ovan denna region var mycket långsam vilket kan förväntas i en aktiv region
som ännu inte har släppt ut sin lagrade energi.
Daniele ansåg omedelbart att detta liknade den
genererande mekanism för switchbacks som föreslagits av professor Gary Zank,
University of Alabama i Huntsville, USA. En där Zank beskriver hur olika
magnetiska regioner nära solens yta interagerar med varandra. Nära solen, och
särskilt över aktiva regioner finns öppna och slutna magnetfältlinjer. De
slutna linjerna är loopar av magnetism som böjer sig upp i solatmosfären för
att sedan åter böja sig runt denna och försvinna tillbaks ner i solen igen. Öppna
fältlinjer är omvända. De kommer från solen och ansluter till solsystemets
interplanetära magnetfält. De är de så kallade magnetiska motorvägar längs vilken
plasman kan flöda fritt och ger upphov till solvinden.
Daniele och Gary visade att switchbacks sker när det
finns en interaktion mellan en region med öppna fältlinjer och en region med
slutna fältlinjer. När fältlinjerna åter trängs samman kan de återansluta till
mer stabila konfigurationer. Detta ger energi i form av en S-formad störning
som far ut i rymden, vilken en förbipasserande rymdfarkost skulle registerna som
en switchback.
" Det här är den typ av resultat vi
hoppades få med Solar Orbiter", säger Daniel Müller, ESA Project Scientist
för Solar Orbiter. "För varje bana får vi mer data från vår svit av
tillsammans tio instrument. Baserat på resultat som dessa kommer vi att
finjustera de observationer som planeras för Solar Orbiters vid nästa solmöte
för att förstå mer om hur solen ansluter till den bredare magnetiska miljön i
solsystemet. Detta var Solar Orbiters allra första nära passage till solen, så
vi förväntar oss att många fler spännande resultat kommer.
Solar Orbiters nästa nära passage av solen -
återigen inom Merkurius omloppsbana sker på ett avstånd av 0,29 gånger
avståndet mellan jorden och solen kommer att äga rum den 13 oktober.
Bild pxhere.com
