Il team scientifico Wide-field Imager for Parker Solar Probe (WISPR), guidato dal Naval Research Laboratory (NRL) degli Stati Uniti, ha catturato lo sviluppo della turbolenza mentre un’espulsione di massa coronale (CME) interagiva con il vento solare ambientale nello spazio circumsolare. Questa scoperta è riportata sull'Astrophysical Journal .
Sfruttando la sua posizione unica all'interno dell'atmosfera solare, il telescopio WISPR costruito dall'NRL sulla missione Parker Solar Probe (PSP) della NASA, gestito dal Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University (JHUAPL), ha catturato con un dettaglio senza precedenti l'interazione tra una CME e sullo sfondo il vento solare ambientale.
Con sorpresa del team WISPR, le immagini di uno dei telescopi hanno mostrato quelli che sembravano vortici turbolenti, le cosiddette instabilità di Kelvin-Helmholtz (KHI). Tali strutture sono state immaginate nell'atmosfera terrestre come treni di nuvole a forma di onda crescente e sono il risultato del forte wind shear tra i livelli superiore e inferiore della nuvola. Si ritiene che questo fenomeno, sebbene raramente ripreso, si verifichi regolarmente all'interfaccia dei flussi di fluido quando si verificano le giuste condizioni.
"Non avevamo mai previsto che le strutture KHI potessero svilupparsi su scale sufficientemente grandi da essere riprese in immagini CME a luce visibile nell'eliosfera quando abbiamo progettato lo strumento", ha affermato Angelos Vourlidas, Ph.D., JHUAPL e scienziato del progetto WISPR.
"Queste osservazioni dettagliate mostrano la potenza del rilevatore ad alta sensibilità WISPR combinato con il punto di osservazione ravvicinato offerto dall'esclusiva orbita di incontro con il sole di Parker Solar Probe", ha affermato Mark Linton, Ph.D., capo della teoria e modellistica eliofisica dell'NRL Sezione e ricercatore principale per lo strumento WISPR.
L'occhio attento di un membro all'inizio della carriera del team WISPR, Evangelos Paouris, Ph.D., della George Mason University, ha rilevato le strutture KHI. Paouris e i suoi colleghi del WISPR hanno intrapreso un’indagine approfondita per verificare che le strutture fossero effettivamente onde KHI. I risultati non solo segnalano un fenomeno estremamente raro, anche sulla Terra, ma aprono anche una nuova finestra di indagine con importanti conseguenze per le comunità civili e del Dipartimento della Difesa (DOD).
“La turbolenza che dà origine a KHI gioca un ruolo fondamentale nella regolazione della dinamica delle CME che fluiscono attraverso il vento solare ambientale. Pertanto, comprendere la turbolenza è fondamentale per raggiungere una comprensione più profonda dell’evoluzione e della cinematica delle CME”, ha affermato Paris. Per estensione, questa conoscenza porterà a previsioni più accurate dell'arrivo delle CME nelle vicinanze della Terra e dei loro effetti sulle risorse spaziali civili e DOD, salvaguardando così la società e i combattenti.
"L'imaging diretto di straordinari fenomeni effimeri come KHI con WISPR/PSP è una scoperta che apre una nuova finestra per comprendere meglio la propagazione del CME e la loro interazione con il vento solare ambientale", ha affermato Paouris.
WISPR è l'unico strumento di imaging a bordo della missione Parker Solar Probe della NASA. Lo strumento, progettato, sviluppato e guidato dall'NRL, registra immagini in luce visibile della corona solare e del deflusso solare in due telecamere sovrapposte che insieme osservano una larghezza angolare di oltre 100 gradi dal sole.
Questa missione della NASA viaggia più vicino al sole di qualsiasi altra missione. PSP utilizza una serie di sorvoli ravvicinati di Venere per ridurre gradualmente il suo perielio da 36 raggi solari nel 2018 a 9,5 nel 2025. La missione si avvicinerà al suo 19° perielio il 30 marzo 2024, a una distanza di 11,5 raggi solari dal centro del sole.
Osservando i dati il team ha scoperto che l'instabilità di Kelvin-Helmholtz è eccitata al confine tra la CME e il vento ambientale, poiché i due fluiscono a velocità nettamente diverse. Le risultanti strutture simili a vortici vengono analizzate rispetto a quanto previsto dall'instabilità di Kelvin-Helmholtz e vengono presentate inferenze su quale deve essere l'intensità e la densità del campo magnetico locale per consentire tale instabilità in questo ambiente.
Ulteriori informazioni: Evangelos Paouris et al, Prima immagine diretta di un'instabilità di Kelvin-Helmholtz di PSP/WISPR, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad2208
Informazioni sul giornale: Giornale astrofisico
Fornito da Naval Research Laboratory
