مهمة المريخ المدارية (MOM) التابعة لـ ISRO: نظرة جديدة للتنبؤ بالنشاط الشمسي

وقد قام الباحثون بدراسة الاضطراب في هالة الشمس باستخدام راديو يتم إرسال الإشارات إلى الأرض بتكلفة منخفضة للغاية المريخ المسبار عندما الارض و المريخ كانا مقترنين على الجانبين المتقابلين للشمس (عادة ما يحدث الاقتران مرة واحدة كل عامين تقريبًا). ال راديو إشارات من المسبار قد مر عبر منطقة الهالة الشمسية على مسافة قريبة تبلغ 10 رʘ (1 رʘ = شمسي نصف القطر = 696,340 كم). تم تحليل التردد المتبقي للإشارة المستقبلة للحصول على طيف الاضطراب الإكليلي. يبدو أن النتائج متوافقة مع النتائج التي توصل إليها باركر في الموقع الطاقة الشمسية مسبار. قدمت هذه الدراسة فرصة منخفضة التكلفة للغاية لدراسة الديناميكيات في المنطقة الإكليلية (في غياب تكلفة عالية جدًا في الموقع) شمسي التحقيق) ونظرة جديدة لكيفية التحقيق في الاضطراب في شمسي المنطقة الاكليلية باستخدام إشارات الراديو المرسلة من قبل أ المريخ يمكن أن تساعد المركبة المدارية إلى الأرض في تحسين التنبؤ شمسي نشاط له أهمية كبيرة لأشكال الحياة والحضارة على الأرض. 

• المريخ المهمة المدارية (MOM) الهندية الفضاء منظمة بحثية (إيسرو) تم إطلاقه في 5 نوفمبر 2013 بمهمة مخطط لها مدتها 6 أشهر. لقد تجاوز عمره الافتراضي بكثير وهو حاليًا في مرحلة المهمة الممتدة.  

استخدم فريق من الباحثين إشارات الراديو من المسبار لدراسة شمسي الاكليل عندما الارض و المريخ كانوا على جانبي الشمس. خلال فترات الاقتران، والتي تحدث عادةً مرة واحدة كل عامين تقريبًا، تعبر الإشارات الراديوية من المركبة المدارية عبر القمر الصناعي شمسي المنطقة الاكليلية قريبة من 10 Rʘ (1 Rʘ = شمسي نصف القطر = 696,340 كم) الارتفاع الشمسي عن مركز الشمس ويعطي فرصًا للدراسة شمسي ديناميات.  

• شمسي الكورونا هي المنطقة التي يمكن أن تصل فيها درجة الحرارة إلى عدة ملايين من الدرجات المئوية. تنشأ الرياح الشمسية وتتسارع في هذه المنطقة وتبتلع الكواكب المساحات التي تشكل الغلاف المغناطيسي للكواكب وتؤثر على الفضاء بيئة الطقس القريبة من الأرض. دراسة هذا أمر حتمي مهم¹. سيكون وجود مسبار في الموقع مثاليًا ، ولكن استخدام إشارات الراديو (التي يتم إرسالها عن طريق المركبات الفضائية واستقبالها على الأرض بعد السفر عبر المنطقة الإكليلية توفر بديلاً ممتازًا.  

في الورقة الأخيرة² نشر في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، درس الباحثون الاضطراب في منطقة التاج الشمسي خلال فترة انخفاض الدورة الشمسية وذكروا أن الرياح الشمسية تتسارع وانتقالها من التدفق تحت اللوح إلى التدفق الفائق يحدث حوالي 10-15 Rʘ. يحققون التشبع عند ارتفاعات منخفضة نسبيًا مقارنة بفترة النشاط الشمسي المرتفعة. بالمناسبة ، يبدو أن هذه النتيجة مدعومة بالمراقبة المباشرة لـ Solar Corona بواسطة Parker Probe³ كذلك.  

نظرًا لأن الإكليل الشمسي عبارة عن وسط بلازما مشحون وله اضطراب جوهري ، فإنه يقدم تأثيرات تشتت في معلمات موجات الراديو الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبرها. ينتج عن الاضطراب في الوسط الإكليلي تقلبات في كثافة البلازما يتم تسجيلها كتقلبات في طور الموجات الراديوية الخارجة من خلال هذا الوسط. وبالتالي ، تحتوي الإشارات الراديوية المستلمة في المحطة الأرضية على توقيع وسيط الانتشار ويتم تحليلها طيفيًا لاشتقاق طيف الاضطراب في الوسط. يشكل هذا أساس تقنية السبر الراديوي الإكليلي التي استخدمتها المركبة الفضائية لدراسة مناطق الإكليل.  

يتم تحليل بقايا تردد دوبلر التي تم الحصول عليها من الإشارات بشكل طيفي للحصول على طيف الاضطراب الإكليلي على مسافات مركزية للشمس تتراوح بين 4 و 20 Rʘ. هذه هي المنطقة التي يتم فيها تسريع الرياح الشمسية بشكل أساسي. تنعكس التغييرات في نظام الاضطراب بشكل جيد في قيم المؤشر الطيفي لطيف تذبذب التردد الزمني. يُلاحظ أن طيف القدرة المضطربة (الطيف الزمني لتقلبات التردد) عند مسافة مركزية أقل للشمس (<10 Rʘ) ، قد تم تسويته عند مناطق الترددات المنخفضة ذات المؤشر الطيفي المنخفض الذي يتوافق مع منطقة تسريع الرياح الشمسية. تشير قيم المؤشر الطيفي المنخفضة الأقرب إلى سطح الشمس إلى نظام إدخال الطاقة حيث لا يزال الاضطراب متخلفًا. بالنسبة لمسافات مركزية الشمس الأكبر (> 10Rʘ) ، ينحدر المنحنى بمؤشر طيفي قريب من 2/3 ، وهذا يدل على أنظمة القصور الذاتي للاضطراب المتطور من نوع Kolmogorov حيث يتم نقل الطاقة من خلال التتالي.  

تعتمد السمات العامة للطيف المضطرب على عوامل مثل مرحلة دورة النشاط الشمسي ، والانتشار النسبي للمناطق النشطة الشمسية ، والثقوب الإكليلية. يشير هذا العمل المستند إلى بيانات MOM إلى نظرة ثاقبة للحد الأقصى الضعيف للدورة الشمسية 24 ، والتي يتم تسجيلها كدورة شمسية غريبة من حيث النشاط الإجمالي الأقل من الدورات السابقة الأخرى. 

ومن المثير للاهتمام أن هذه الدراسة توضح طريقة منخفضة التكلفة للغاية لفحص ومراقبة الاضطرابات في منطقة التاج الشمسي باستخدام طريقة السبر الراديوي. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل كبير في الاحتفاظ بعلامة تبويب للنشاط الشمسي والذي يمكن أن يكون بدوره حاسمًا في التنبؤ بجميع الأحوال الجوية الشمسية المهمة خاصةً في المناطق المجاورة للأرض.  

***

المراجع:  

1. براساد يو، 2021. الفضاء الطقس واضطرابات الرياح الشمسية وانفجارات الراديو. الأوروبية العلمية. تم النشر في 11 فبراير 2021. متاح على http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  

2. جاين ر. وآخرون 2022. دراسة عن ديناميات الإكليل الشمسي خلال مرحلة ما بعد الحد الأقصى للدورة الشمسية 24 باستخدام إشارات الراديو S-band من مهمة المركبة المدارية الهندية على المريخ. الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية، stac056. تم استلامه في الشكل الأصلي في 26 سبتمبر 2021. نُشر في 13 يناير 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 

3. جيه سي كاسبر وآخرون. يدخل المسبار الشمسي باركر إلى الهالة الشمسية المهيمنة مغناطيسيًا. فيز. القس ليت. 127 ، 255101. تم الاستلام في 31 أكتوبر 2021. نُشر في 14 ديسمبر 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***