Всплески скорости в солнечном ветре переносят энергию и замедляют охлаждение

Учёные не просто посмотрели на солнечный ветер в одной точке, а попытались проследить один и тот же быстрый поток от области рядом со Солнцем до орбиты Земли. Для этого они использовали редкое удачное совпадение: Solar Orbiter шёл почти по прямой линии к потоку на расстоянии около 0,38 а.е., а рядом у Земли его же измерял прибор Wind. К этим прямым наблюдениям добавили снимки и данные с китайского телескопа CHASE и Solar Dynamics Observatory, чтобы понять, каким был источник потока на Солнце.

Главный результат — энергия в этом потоке переносится не ровно и не плавно, а короткими всплесками скорости. Именно такие всплески, а не более спокойная часть потока, оказываются основными «носителями» энергии. По мере движения к Земле они распадаются, и из-за этого солнечный ветер теряет тепло не так быстро, как при обычном адиабатическом расширении — то есть когда газ просто разлетается и остывает без подогрева. Одновременно растёт энтропия, проще говоря, поток становится более «разупорядоченным».

Ещё один важный штрих: температура и энтропия, которые получили у Земли, хорошо совпали с тем, что предсказывает теория альфвеновской турбулентности — это когда в плазме бушуют волны и мелкие возмущения магнитного поля. А на самом источнике потока авторы увидели много магнитного пересоединения — процесса, при котором линии магнитного поля перестраиваются и могут запускать первоначальные колебания, из которых потом вырастают эти всплески скорости. То есть работа связывает картину у Солнца и у Земли в одну цепочку: от магнитной активности на источнике до того, как солнечный ветер меняет свои свойства в полёте.