太陽磁場の鞭打ち磁束が太陽風の遅れを説明する可能性(Whip-cracking flux in Sun’s magnetic field could explain slow solar wind)

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ソーラーオービターの画像は、交差するプラズマ流が磁場の向きを変えるという説を裏付けている。 Solar orbiter’s images support theory that crossing plasma streams kink magnetic field’s orientation

2022-09-13 ミシガン大学

昨日発表された欧州宇宙機関のソーラーオービターのデータは、スイッチバックと呼ばれる太陽の磁場の変化に文字通りの光を当てている。このデータは、太陽風が2つの異なる速度で吹いている理由など、他の太陽の奇妙な現象を説明するのに役立つ可能性もある。
太陽の磁場は、そのほとんどが表面から弧を描いて戻る磁気の閉ループで構成されている。しかし、一部の磁力線は、オープン磁力線と呼ばれ、宇宙に向かってまっすぐ伸びている。この磁力線は、太陽から放出されるプラズマを加速し、秒速約800キロメートルの太陽風を発生させると考えられている。ループ状の磁力線は、プラズマの放出にブレーキをかけ、秒速500km程度の比較的ゆっくりとした太陽風を発生させる。この遅い太陽風は、太陽系の宇宙天気の主な原因となっているが、どのようにしてループからプラズマが逃げていくのかはこれまで不明だった。
ソーラー・オービターが収集したデータから、太陽のコロナに幽霊のようなS字型の渦を発見した。
この結果は、プラズマ流の交差と太陽磁力線のねじれがスイッチバックを起こすことを強く示唆しており、これが太陽風の遅れの原因である可能性を示唆している。

<関連情報>

太陽コロナにおける磁気スイッチバックの観測 Observation of a Magnetic Switchback in the Solar Corona

Daniele Tellonisvg, Gary P. Zank, Marco Stangalini, Cooper Downs, Haoming Liang, Masaru Nakanotani, Vincenzo Andretta, Ester Antonucci, Luca Sorriso-Valvo, Laxman Adhikari, Lingling Zhao, Raffaele Marino, Roberto Susino, Catia Grimani, Michele Fabi, Raffaella D’Amicis, Denise Perrone, Roberto Bruno, Francesco Carbone, Salvatore Mancuso, Marco Romoli, Vania Da Deppo, Silvano Fineschi, Petr Heinzel, John D. Moses, Giampiero Naletto, Gianalfredo Nicolini, Daniele Spadaro, Luca Teriaca, Federica Frassati, Giovanna Jerse, Federico Landini, Maurizio Pancrazzi, Giuliana Russano, Clementina Sasso, Ruggero Biondo, Aleksandr Burtovoi, Giuseppe E. Capuano, Chiara Casini, Marta Casti, Paolo Chioetto, Yara De Leo, Marina Giarrusso, Alessandro Liberatore, David Berghmans, Frédéric Auchère, Regina Aznar Cuadrado, Lakshmi P. Chitta, Louise Harra, Emil Kraaikamp, David M. Long, Sudip Mandal, Susanna Parenti, Gabriel Pelouze, Hardi Peter, Luciano Rodriguez, Udo Schühle, Conrad Schwanitz, Phil J. Smith, Cis Verbeeck, and Andrei N. Zhukov
The Astrophysical Journal Letters  Published 2022 September 12
DOI:http://doi.org/10.3847/2041-8213/ac8104

Abstract

Switchbacks are sudden, large radial deflections of the solar wind magnetic field, widely revealed in interplanetary space by the Parker Solar Probe. The switchbacks’ formation mechanism and sources are still unresolved, although candidate mechanisms include Alfvénic turbulence, shear-driven Kelvin–Helmholtz instabilities, interchange reconnection, and geometrical effects related to the Parker spiral. This Letter presents observations from the Metis coronagraph on board a Solar Orbiter of a single large propagating S-shaped vortex, interpreted as the first evidence of a switchback in the solar corona. It originated above an active region with the related loop system bounded by open-field regions to the east and west. Observations, modeling, and theory provide strong arguments in favor of the interchange reconnection origin of switchbacks. Metis measurements suggest that the initiation of the switchback may also be an indicator of the origin of slow solar wind.

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