Опубликованное в журнале Scientific Reports исследование, проведенное Дэниелом Кларксоном и другими учеными, показывает, что магнитное поле Солнца не только определяет направление полета испускаемых светилом электронов, но и перенаправляет и модулирует радиоволны в процессе их анизотропного рассеяния. Анизотропия возникает из-за неравномерной плотности намагниченной плазмы межпланетного пространства.
Замеры электромагнитных полей в «земной» (ограниченной орбитой Марса) части Солнечной системы проводились уже неоднократно. Инновацией данного исследования стало то, что измерения синхронно провели cразу четыре космических аппарата — Parker Solar Probe, Solar Orbiter, STEREO-A и WIND, находящиеся в разных точках по отношению к Солнцу. Они проследили динамику 20 радиовсплесков III-го типа на частотах в диапазоне от 0,9 до 0,2 МГц.
Перед началом наблюдений было проведено моделирование распространения радиоволн. Моделирование показало, что радиоволны под воздействием магнитного поля гелиосферы должны анизотропно рассеиваться по мере удаления от источника.
Освобожденные в корональных дырах высокоэнергетические частицы улетают в межпланетное пространство, направляемые магнитным полем не только самого Солнца, но и спиральной структуры Паркера, которая также называется токовым слоем гелиосферы. Это по космическим меркам очень тонкий (порядка 10 000 километров) спиралевидный слой, проходящий по солнечному экватору и рассекающий гелиосферу на две половины — северному и южному магнитным полушариям. По этой гигантской невидимой перемычке течет слабый постоянный ток. Токовый слой не совпадает с плоскостью эклиптики, в которой вращаются большие планеты. Из-за этого воздействие наведенных им электромагнитных полей на Землю и другие небесные тела все время меняется.
Максимальное воздействие на нашу планету структура Паркера оказывает раз в 27 дней (период полного оборота Солнца, вместе с которым вращается и спираль, вокруг своей оси) в момент ее встречи с орбитой Земли. Расчеты показали, что если бы токовый слой был условно плоским и однородным, то это привело бы к скачку напряженности магнитного поля всего на 10-11Тл. Но из-за спиральной структуры слоя реальная напряженности в 100 раз больше.
Впрочем, раньше это воздействие считали пренебрежимо малым. Однако авторы исследования полагают, что роль токовой спирали в состоянии «радиоэфира» Солнечной системы была сильно недооценена.
Исследователи отметили, что хотя всплески третьего типа случаются чаще всего, бывает еще как минимум четыре типа спонтанной активности в радиодиапазоне, пропорционально отличающихся по модуляции. Эти виды модуляций по аналогии со звуковыми колебаниями называют гармониками.
По мнению авторов предположение о том, что магнитное поле направляет только электроны, в то время как волновое излучение случайным образом рассеивается в пространстве, не может объяснить характер направленности при наблюдениях с нескольких космических аппаратов. При одном условии — если не принимать во внимание поведение токового слоя. Если признать, что спираль Паркера свою роль, причем далеко не последнюю, в этом процессе играет, картина становится более четкой и понятной.
Авторы планируют продолжать наблюдения за гелиосферой и солнечной активностью с максимально возможного числа локаций для закрепления доказательств совей гипотезы и разработки более совершенных инструментов диагностики космической погоды на Земле и на околоземной орбите.
