2 rymdfarkoster fångade vågorna som kan värma och accelerera solvinden.

En lycklig sammanställning av två solstudierande rymdfarkoster kan ha löst en solmysterium som varit olöst i decennier. Data från NASA:s Parker Solar Probe och European Space Agencys Solar Orbiter tyder på att plasmavågor kända som Alfvén-vågor injicerar energi i solvinden när den lämnar solens yttre atmosfär, vilket potentiellt förklarar varför solvinden är så mycket varmare och snabbare än vad heliofysiker förväntar sig, forskare rapporterar 29 augusti i Science. 

Resultaten ger "en mycket stark indikation på att Alfvén-vågor kan värma och accelerera solvinden", säger Jean Perez, en plasmabiofysiker vid Florida Institute of Technology i Melbourne som inte var involverad i studien. Sedan rymdålderns gryning, när robotsonder först lämnade atmosfären, har vetenskapsmän vetat att solvinden - en ström av laddade partiklar frigjord från solens atmosfär - accelererar när den blåser ut i solsystemet. 

Teoretiska beräkningar indikerar också att solvindens temperatur bör sjunka när den expanderar ut i rymden. Denna minskning sker, men mätningar visar att det sker långsammare än förutspått. Observationer från jorden har tidigare upptäckt Alfvén-vågor svängande nära solen. 

Sådana vågor är svängningar i de magnetiska fälten hos plasman som kommer från solen. Ibland är de så stora att de vänder tillbaka på sig själva i vad som kallats "switchbacks". De observerade Alfvén-vågorna hade den rätta mängden energi för att förklara de två långvariga huvudbryen om solvindens hastighet och temperatur, men direkt bevis saknades fortfarande. 

Parker Solar Probe och Solar Orbiter kom in i bilden. I slutet av februari 2022 passerade Parker genom en region ungefär en femtedel av avståndet mellan solen och Merkurius, exakt där dessa switchbackande Alfvén-vågor fladdrar. Av en slump flög Solar Orbiter genom samma plasmavåg lite mindre än två dagar senare vid ungefär Venus omloppsbana. 

"Du har dessa två rymdfarkoster som skär igenom samma solvind, vilket tillåter oss att kvantifiera energin hos dessa vågor", säger Yeimy Rivera, en heliofysiker vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Mass. Parker mätte plasmavågen som susade förbi med cirka 1,4 miljoner kilometer i timmen, medan Solar Orbiter fann att den for fram med 1,8 miljoner km/h. 

Plasman vid Solar Orbiter var också brinnande 200 000 grader Celsius, tre gånger varmare än den borde ha varit enligt teoretiska approximationer. Alfvén-vågorna hade falnat under tiden. 

Denna avmattning skulle ha injicerat precis rätt mängd energi i solvinden för att förklara den ökade hastigheten och temperaturen som mätts av Solar Orbiter, beräknar Rivera och hennes kollegor. Effekten liknar att flaxa med handen i en vindtunnel och producera vågor vars energi sedan blandas med den omgivande luften, säger heliofysiker Sam Badman, även från Center for Astrophysics. Men inte alla är helt övertygade om att detta mysterium är löst. Det är möjligt att teamet inte tog hänsyn till solvindens komplexitet, vilket innebär att de två sonderna kanske inte träffade samma plasmavåg, säger vissa forskare. 

Rivera och Badman håller med om att sådana mätningar är svåra men anser att de gjorde flera kontroller, som att hitta exakt samma mängd helium i de strömmar som rymdfarkosterna passerade genom, för att verifiera sina observationer. I framtiden säger forskarna att de hoppas kunna ytterligare bekräfta sina fynd genom att utforska den detaljerade fysiken bakom överföringen av energi mellan Alfvén-vågorna och solvinden.