Η κατανόηση του ηλιακού ανέμου βασιζόταν επί δεκαετίες σε δύο διαφορετικές θεωρητικές προσεγγίσεις: τη μαγνητοϋδροδυναμική, που αντιμετωπίζει το πλάσμα ως αγώγιμο ρευστό σε μεγάλες κλίμακες, και τη σωματιδιακή φυσική, που εξετάζει την κίνηση των μεμονωμένων φορτισμένων ιόντων.
Νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters από ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Μπράουνσβαϊγκ, με βάση δεδομένα από το σκάφος Parker Solar Probe, ρίχνει φως στο σημείο επαφής αυτών των δύο θεωριών. Η διεπαφή αυτή θεωρείται κρίσιμη για την επίλυση του μυστηρίου της υπερθέρμανσης του ηλιακού στέμματος, το οποίο φτάνει σε θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών.
Το φαινόμενο της μαγνητικής ελικικότητας
Αναλύοντας τα υψηλής ανάλυσης μαγνητικά δεδομένα κοντά στον Ήλιο, οι επιστήμονες εντόπισαν ένα καθαρό ελικωτό σήμα ακριβώς στη διεπαφή μεταξύ της φυσικής των ρευστών και των σωματιδίων. Η μαγνητική ελικικότητα περιγράφει τον βαθμό περιέλιξης και συστροφής των μαγνητικών γραμμών.
Στο σημείο αυτό εμφανίστηκε ένα ζεύγος αντίροπα περιστρεφόμενων ελικωτών κορυφών, οι οποίες δεν αλληλεπιδρούν μόνο με το τοπικό πλάσμα, αλλά συνδέονται ενεργά με δομές που εκτείνονται σε πολλαπλές κλίμακες μεγέθους, από μικροσκοπικούς ιοντικούς κυματισμούς έως τεράστιες κινήσεις του ρευστού πλάσματος.
Το εμπόδιο ελικικότητας και οι μαγνητικές συστροφές
Αυτή η μη τοπική εξέλιξη σχετίζεται με το λεγόμενο «εμπόδιο ελικικότητας». Στη στροβιλώδη ροή του πλάσματος, η ενέργεια μεταφέρεται από τις μεγάλες δίνες προς τις μικρότερες κλίμακες, όπου τελικά διαχέεται ως θερμότητα.
Ωστόσο, όταν το πλάσμα διαθέτει ελικικότητα, η ροή της ενέργειας μπλοκάρεται στο όριο των ιόντων, εμποδίζοντας τη διάχυση και αναγκάζοντας τις μαγνητικές περιελίξεις να σχηματίσουν μεγαλύτερες δομές. Αυτή η συσσώρευση μαγνητικής ενέργειας δημιουργεί τις γιγαντιαίες μαγνητικές απότομες μεταβολές που παρατηρούνται στο στέμμα του Ηλίου, προσφέροντας μια πληρέστερη εικόνα για τη χαοτική φύλη του ηλιακού περιβάλλοντος.
