Фізики вперше зафіксували, що в турбулентній космічній плазмі магнітне поле на певному масштабі змінює напрям обертання. Відкриття може допомогти краще зрозуміти поведінку сонячного вітру та процеси, пов’язані з геомагнітними бурями.
Дослідники з кількох наукових установ використали високоточні дані місії NASA Parker Solar Probe про магнітне поле та частинки поблизу Сонця. Аналіз показав, що на певній довжині хвилі напрям обертання турбулентного магнітного поля різко змінюється.
Ця інверсія стає сильнішою та зміщується в бік довших хвиль у міру віддалення від Сонця. Перехід збігається зі зміною поведінки плазми — від великомасштабної, схожої на рух рідини, до дрібномасштабної, де важливішими стають властивості окремих частинок.
На великих масштабах плазма поводиться подібно до рідини. У ній виникають вихори та електромагнітні хвилі, а флуктуації стають турбулентними.
Однак напрям обертання магнітного поля виявився не випадковим. Якщо дивитися радіально від Сонця, на великих масштабах поля переважно обертаються проти годинникової стрілки.
На менших масштабах ситуація змінюється — обертання переходить у протилежний бік. Саме ця ділянка відповідає переходу від рідиноподібної поведінки плазми до частинкоподібної.
Перший автор дослідження Масатомі Іїцава наголосив, що вчені побачили чітку структуру всередині процесу, який зазвичай сприймається як хаотичний. Це дає новий інструмент для вивчення того, як у плазмі передається та розсіюється енергія.
Космічна турбулентність відрізняється від звичайної тим, що речовина там перебуває в іонізованому стані, а рух частинок тісно пов’язаний з електромагнітними полями. У дуже розрідженій плазмі частинки також можуть майже не стикатися між собою.
Саме тому механізми переходу до турбулентності та розподілу енергії досі залишаються одним із ключових питань фізики плазми.
Такі процеси відіграють роль у сонячному вітрі, магнітосфері Землі, сонячних спалахах, міжпланетному просторі та акреційних дисках. Вони також впливають на ударні хвилі й магнітні хмари після сонячних вивержень, що важливо для прогнозування геомагнітних бур.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover
