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Comprendre les régions de vent solaire quiescent

Un aperçu du vent solaire quiescent et de ses caractéristiques uniques.

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Table des matières

Le vent solaire, c'est un flux de particules chargées qui s'échappent de l'atmosphère du Soleil. Sa vitesse et sa Densité peuvent varier, et les scientifiques ont découvert qu'on peut le classer en différents types. Un type, qu'on appelle vent solaire quiescent, a des propriétés bien distinctes qui le différencient des autres types. Dans cet article, on va parler des régions de vent solaire quiescent, de leurs caractéristiques et de leur importance pour notre compréhension du vent solaire.

Qu'est-ce que les Régions de Vent Solaire Quiescent ?

Les régions de vent solaire quiescent sont des zones dans le vent solaire qui présentent une structure de Champ Magnétique stable ressemblant à la spirale de Parker. Ces régions se caractérisent par une faible vitesse et une faible densité des particules de vent solaire. Contrairement aux régions de vent solaire plus turbulentes, les zones quiescentes montrent des vitesses plus lentes et des Températures plus basses. Les chercheurs utilisent des données collectées par des sondes spatiales, comme la Parker Solar Probe, pour étudier ces régions et comprendre le comportement du vent solaire.

Caractéristiques du Vent Solaire Quiescent

  1. Vitesse Basse : Le vent solaire quiescent se déplace généralement plus lentement par rapport au vent non quiescent. Cette vitesse plus basse est une caractéristique importante qui le distingue des autres types de vent solaire.

  2. Température et Densité Plus Basses : La température des protons dans le vent solaire quiescent est généralement plus basse, ce qui indique que les particules dans ces zones sont moins énergétiques. De plus, la densité des particules est aussi plus faible, ce qui signifie qu'il y a moins de protons dans le même volume comparé aux autres types de vent.

  3. Stabilité : Les régions de vent solaire quiescent sont plus stables, montrant moins de fluctuations dans leurs propriétés que les régions non quiescentes. Cette stabilité est significative pour comprendre comment le vent solaire change au fur et à mesure qu'il s'éloigne du Soleil.

Observations de la Parker Solar Probe

La Parker Solar Probe a fourni des données précieuses sur le vent solaire, en particulier sur les régions quiescentes. La sonde vole près du Soleil, collectant des informations sur l'atmosphère solaire et le vent solaire. Les données de la sonde indiquent que les régions quiescentes ont des propriétés thermiques distinctes, ce qui est crucial pour comprendre leurs origines.

La sonde a montré qu'à l'intérieur de 15 rayons solaires (la distance du centre du Soleil à sa surface), les régions quiescentes possèdent des caractéristiques thermiques uniques, y compris des températures et des mesures de densité différentes. Les chercheurs ont également noté que le vent solaire quiescent est plus stable contre les instabilités comparé à ses homologues non quiescents.

Évolution des Régions Quiescentes

Les régions de vent solaire quiescent ne restent pas inchangées. Au fur et à mesure que le vent solaire s'éloigne du Soleil, il évolue. Ces régions commencent d'un endroit différent dans l'espace paramétrique du vent solaire comparé au vent non quiescent. Cela suggère qu'elles proviennent de zones différentes dans l'atmosphère du Soleil et sont influencées par différents processus.

La Relation avec les Switchbacks

Les switchbacks sont des changements soudains et brusques dans le champ magnétique du vent solaire. Ils apparaissent souvent aux côtés des régions de vent solaire quiescent. Les chercheurs essaient de comprendre la relation entre ces deux types de vent solaire. Il est possible qu'ils partagent certaines origines, mais qu'ils aient des caractéristiques et des comportements différents.

Collecte et Analyse des Données

Les données pour étudier le vent solaire quiescent proviennent de divers instruments sur la Parker Solar Probe. Les instruments mesurent le champ magnétique, la densité des particules, la température, et d'autres propriétés du vent solaire. Pour identifier les régions quiescentes, les chercheurs analysent la stabilité du champ magnétique et d'autres indicateurs.

L'analyse implique de catégoriser les données en compartiments basés sur la distance par rapport au Soleil. Les données sont examinées dans le temps pour déterminer les caractéristiques du vent solaire dans ces compartiments. Les chercheurs utilisent des algorithmes pour différencier le vent solaire quiescent du vent non quiescent en fonction de seuils établis.

Conclusions sur les Régions Quiescentes

Grâce à l'analyse des données de la Parker Solar Probe, les chercheurs ont identifié de nombreuses régions quiescentes. Ces régions semblent persister pendant des heures et peuvent être mesurées même à des distances éloignées du Soleil. Les résultats indiquent que les régions quiescentes représentent une part significative du vent solaire observé près du Soleil.

Explorer les Origines des Régions Quiescentes

Il y a plusieurs hypothèses sur l'origine des régions de vent solaire quiescent. Certains suggèrent qu'elles proviennent de plus profond dans l'atmosphère du Soleil, tandis que d'autres proposent qu'elles se forment plus haut, plus près de l'endroit où le vent solaire est mesuré. Les preuves accumulées jusqu'à présent suggèrent que les régions quiescentes sont liées à des champs magnétiques qui n'ont pas beaucoup expérimenté d'expansion par rapport à des zones plus turbulentes.

Implications pour le Chauffage et l'Accélération du Vent Solaire

Les différences entre le vent solaire quiescent et non quiescent ont des implications sur la façon dont le vent solaire est chauffé et accéléré au fur et à mesure qu'il s'éloigne du Soleil. Comprendre ces processus est crucial pour dresser un tableau complet du vent solaire et de ses impacts sur le système solaire.

Conclusion

Les régions de vent solaire quiescent représentent un aspect unique du vent solaire caractérisé par des vitesses basses, des températures plus basses et une plus grande stabilité. Étudier ces régions aide les scientifiques à mieux comprendre le comportement global du vent solaire et ses origines. La Parker Solar Probe a considérablement avancé notre connaissance dans ce domaine, révélant des détails importants sur la nature du vent solaire quiescent et sa relation avec d'autres types de vent solaire. La recherche continue clarifiera encore comment ces régions évoluent et influencent le vent solaire alors qu'il traverse le système solaire.

Source originale

Titre: Quiescent Solar Wind Regions in the Near-Sun Environment: Properties and Radial Evolution

Résumé: Regions of magnetic field with near-radial, Parker Spiral-like geometry known as quiescent regions have been observed in Parker Solar Probe data. These regions have very low $\delta B / \langle |B| \rangle$ compared to non-quiescent solar wind at the same heliocentric distances. Quiescent regions are observed to have lower solar wind bulk speeds, lower proton temperatures, and lower proton density, consistent with properties of the slow solar wind. Inside of 15 Rs, identified quiescent regions show distinct thermal properties, having higher proton temperature anisotropies and lower parallel plasma betas compared to switchback patches observed at the same heliocentric distances. When placed on $\mathcal{R}$ vs $\beta_{\parallel p}$ plots (where $\mathcal{R}$ is the proton temperature anisotropy), quiescent region solar wind is shown to be more stable to proton cyclotron and firehose instabilities than non-quiescent solar wind at the same heliocentric distances. It is shown that quiescent regions evolve similarly to the surrounding non-quiescent solar wind, but quiescent solar wind begins at a different location in the $\mathcal{R}$ vs $\beta_{\parallel p}$ parameter space, suggesting that these regions have separate origins than the more turbulent non-quiescent solar wind. Namely, enhanced temperature anisotropies and enhanced magnetic field strength may be consistent with magnetic field lines which have undergone less magnetic field expansion compared to non-quiescent wind at the same heliocentric distances.

Auteurs: Benjamin Short, David M. Malaspina, Alexandros Chasapis, Jaye L. Verniero

Dernière mise à jour: 2024-05-31 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2406.00174

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.00174

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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