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Entendendo as Regiões de Vento Solar Quiescente

Uma visão geral do vento solar quiescente e suas características únicas.

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Índice

O vento solar é um fluxo de partículas carregadas que são liberadas da atmosfera do Sol. A velocidade e a Densidade podem variar, e os cientistas descobriram que ele pode ser categorizado em diferentes tipos. Um tipo, conhecido como vento solar quiescente, tem propriedades distintas que o diferenciam dos outros tipos. Neste artigo, vamos discutir as regiões de vento solar quiescente, suas características e sua importância para entender o vento solar.

O que são Regiões de Vento Solar Quiescente?

As regiões de vento solar quiescente são áreas no vento solar que têm uma estrutura de Campo Magnético estável, parecida com a Espiral de Parker. Essas regiões são marcadas por baixa velocidade e baixa densidade das partículas do vento solar. Diferente das regiões mais turbulentas, as áreas quiescentes apresentam velocidades mais lentas e Temperaturas mais baixas. Os pesquisadores usam dados coletados de espaçonaves, como a Parker Solar Probe, para estudar essas regiões e obter insights sobre o comportamento do vento solar.

Características do Vento Solar Quiescente

  1. Baixa Velocidade: O vento solar quiescente tende a se mover mais devagar em comparação com o vento não-quiescente. Essa velocidade mais baixa é uma característica importante que o diferencia dos outros tipos de vento solar.

  2. Temperatura e Densidade Mais Baixas: A temperatura dos prótons no vento solar quiescente é tipicamente mais baixa, o que indica que as partículas nessas áreas são menos energéticas. Além disso, a densidade das partículas também é mais baixa, significando que há menos prótons no mesmo volume em comparação com outros tipos de vento.

  3. Estabilidade: As regiões de vento solar quiescente são mais estáveis, mostrando menos flutuações em suas propriedades do que as regiões não-quiescentes. Essa estabilidade é importante para entender como o vento solar muda à medida que se afasta do Sol.

Observações da Parker Solar Probe

A Parker Solar Probe forneceu dados valiosos sobre o vento solar, especialmente sobre regiões quiescentes. A sonda voa perto do Sol, coletando informações sobre a atmosfera solar e o vento solar. Os dados da sonda indicam que as regiões quiescentes têm propriedades térmicas distintas, que são cruciais para entender suas origens.

A sonda mostrou que dentro de 15 raios solares (a distância do centro do Sol até sua superfície), as regiões quiescentes possuem características térmicas únicas, incluindo diferentes temperaturas e medições de densidade. Os pesquisadores também notaram que o vento solar quiescente é mais estável contra instabilidades em comparação com seus contrapontos não-quiescentes.

Evolução das Regiões Quiescentes

As regiões de vento solar quiescente não permanecem inalteradas. À medida que o vento solar se afasta do Sol, ele evolui. Essas regiões começam de um lugar diferente no espaço de parâmetros do vento solar em comparação com o vento não-quiescente. Isso sugere que elas se originam de áreas diferentes na atmosfera do Sol e são influenciadas por processos distintos.

A Relação com os Switchbacks

Os switchbacks são mudanças bruscas e repentinas no campo magnético do vento solar. Eles costumam aparecer junto com regiões de vento solar quiescente. Os pesquisadores estão tentando entender a relação entre esses dois tipos de vento solar. É possível que eles compartilhem algumas origens, mas tenham características e comportamentos diferentes.

Coleta e Análise de Dados

Os dados para estudar o vento solar quiescente vêm de vários instrumentos na Parker Solar Probe. Os instrumentos medem o campo magnético, a densidade de partículas, a temperatura e outras propriedades do vento solar. Para identificar regiões quiescentes, os pesquisadores analisam a estabilidade do campo magnético e outros indicadores.

A análise envolve categorizar dados em grupos com base na distância do Sol. Os dados são examinados ao longo do tempo para determinar as características do vento solar dentro desses grupos. Os pesquisadores usam algoritmos para diferenciar entre vento solar quiescente e não-quiescente com base em limites estabelecidos.

Descobertas sobre Regiões Quiescentes

Através da análise dos dados da Parker Solar Probe, os pesquisadores identificaram várias regiões quiescentes. Essas regiões parecem persistir por horas e podem ser medidas mesmo a distâncias longas do Sol. As descobertas indicam que as regiões quiescentes representam uma parte significativa do vento solar observado perto do Sol.

Explorando as Origens das Regiões Quiescentes

Existem várias hipóteses sobre de onde vêm as regiões de vento solar quiescente. Alguns sugerem que elas se originam de áreas mais profundas na atmosfera do Sol, enquanto outros propõem que se formam mais alto, perto de onde o vento solar é medido. As evidências coletadas até agora sugerem que regiões quiescentes estão ligadas a campos magnéticos que não passaram por muita expansão em comparação com áreas mais turbulentas.

Implicações para o Aquecimento e Aceleração do Vento Solar

As diferenças entre o vento solar quiescente e não-quiescente têm implicações sobre como o vento solar é aquecido e acelerado enquanto viaja para longe do Sol. Entender esses processos é crucial para compilar um quadro abrangente do vento solar e seus impactos no sistema solar.

Conclusão

As regiões de vento solar quiescente representam um aspecto único do vento solar, caracterizado por baixas velocidades, temperaturas mais baixas e maior estabilidade. Estudar essas regiões ajuda os cientistas a entender melhor o comportamento geral do vento solar e suas origens. A Parker Solar Probe avançou muito nosso conhecimento nessa área, revelando detalhes importantes sobre a natureza do vento solar quiescente e sua relação com outros tipos de vento solar. A pesquisa contínua vai esclarecer ainda mais como essas regiões evoluem e influenciam o vento solar enquanto viaja pelo sistema solar.

Fonte original

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

Resumo: 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.

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

Última atualização: 2024-05-31 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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