Fortsatt analys av Parker Solar Probe-data börjar skapa en tydligare bild av solens magnetiska aktivitet, vilket kan stärka vår förmåga att förutsäga farliga solhändelser.

Och ju mer information som kommer in, desto mer stämmer det överens med teorier som ställdes vid millennieskiftet av forskare vid University of Michigan. Justin Kasper, professor i klimat- och rymdvetenskap och teknik vid U-M, sa de nuvarande och tidigare UM-forskarna, ledd av Lennard Fisk, Thomas M. Donahue Distinguished University Professor of Space Science, satte ihop en intrikat bild av solens funktion långt innan Parker lanserades i augusti 2018.

"Det här är inte som att ha data och komma med en teori som råkar stämma överens med dem, sa Kasper, som fungerar som huvudutredare för Parkers Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP) instrumentsvit. "Detta är möjligen observationsstängning som uppstår på grund av en teori som lades ut för två decennier sedan."

De nya uppgifterna sammanfattas och jämförs med det tidigare arbetet i Astrofysiska tidskriftsbrev .

Sensorer ombord på rymdfarkosten har producerat data som tyder på:

• Solens atmosfär, består av plasma och magnetiska fält, rör sig i ett allmänt globalt cirkulationsmönster. Parker Solar Probe kan observera ett litet avsnitt när som helst.
• Nära solen, solvinden – den utåtriktade strömmen av laddade partiklar från ytan – är inbäddad med abrupta förändringar i magnetfältets riktning, kallade switchbacks, längs vilken solvinden flyter med en accelererad hastighet.
• Det globala koronala magnetfältet glider över solens yta via en process som kallas utbytesåterkoppling – när slutna slingor av magnetfält som spirar från solens yta explosivt återinriktar sig med öppna magnetfältlinjer som sträcker sig ut i solsystemet.

Var och en av dessa föremål avslöjar grundläggande processer som sker vid solen och denna förståelse har praktiska tillämpningar här på jorden.

"Vad detta ger oss är insikt i hur solen producerar långsamma och snabba solvindar, ", sa Kasper. "Att definiera den mekanismen är nyckeln till att förutsäga när en övergång från långsam till snabb solvind kommer att träffa jorden och skapa en geomagnetisk storm."

Dessa slutsatser överensstämmer med förutsägelser som lades fram under 1999 och 2001 forskningsartiklar från Fisk och UM-kollegor. En sån, Thomas Zurbuchen, är för närvarande biträdande direktör för NASA:s Science Mission Directorate.

"Det är fantastiskt att se Parker Solar Probe tillhandahålla en saknad pusselbit för att stödja och utöka idéer som vi först tänkte på med rymdfarkostdata från nästan 25 år sedan, " sa Zurbuchen. "När Parker Solar Probe flyger närmare solen, Jag kan inte vänta på att se vilka svar – och frågor – vi kommer att lära oss härnäst."

En lång tid kommer

"Dåligt."

Det är så Fisk, medförfattare till det nya APJ Letters-papperet, minns att hans tidigare arbete accepterades av solfysiker. Den gav möjliga förklaringar till hur flera olika solfenomen samverkar, men data för att verifiera sådana saker var begränsade av teknik. Effekter av fenomenen nära solen observerades endast i den mer avlägsna heliosfären. Heliosfären är rymdens region, inklusive vårt solsystem, som solvinden påverkar.

I dessa tidigare publikationer, Fisk teoretiserade att i olika delar av corona, så kallade öppna magnetlinjer som sträcker sig från solens yta ut i rymden ska cirkulera i ett slutet mönster, med rörelser både i riktning mot och motsatt solens rotation. Och han ansåg också att de individuella återkopplingshoppen skulle kombineras för att tillåta övergripande rörelser av koronan över solens yta.

Fisk hittade sina första ledtrådar om den märkliga magnetiska aktiviteten i solens heliosfär efter att ha kammat igenom data som samlats in under ESA/NASAs Ulysses-uppdrag. Lanserades 1990, Ulysses var den första rymdfarkosten som passerade över solens poler. Där, rymdfarkosten registrerade partikelstrålning som härrörde från lägre solbreddgrader – ett fynd som antydde att magnetfältet som observerades av Ulysses måste vara i rörelse i solkoronan.

Teamet som genomförde denna forskning inkluderade Zurbuchen och Nathan Schwadron, nu professor i fysik och astronomi vid University of New Hampshire.

Sedan publiceringen av dessa tidigare tidningar, Fisk har gått vidare till andra forskningsprojekt. Men hans kontorsgranne råkade bara vara Kasper. Och när Parker Solar Probes första data kom in förra året, Fisk kunde se hur allt hängde ihop.

"När du får bekräftelse på denna grundläggande process, helt plötsligt, det finns alla dessa konsekvenser för hur solen fungerar, hur dess magnetfält fungerar och hur solvinden accelereras, ", sa Fisk. "Det ger dig möjligheten att lösa många andra sol- och stjärnfysiska problem för nu har du de grundläggande mekanismerna."

När Parker Solar Probe fortsätter att röra sig närmare solen, uppdraget kommer att ge stora möjligheter att testa och validera förutsägelser av teorin.

Parker Solar Probe är en del av NASA Heliophysics Living With a Star-programmet, skapad för att utforska aspekter av sol-jord-systemet som direkt påverkar livet och samhället. Programmet hanteras av byråns Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, för NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Johns Hopkins APL designad, byggde och driver rymdfarkosten.

Tidningen har titeln "Global Circulation of the Open Magnetic Flux of the Sun."