Az Európai Űrügynökség szondája, a Solar Orbiter egyike azoknak az űreszközöknek, amelyek a Naphoz igazán közel kerülve közvetlen megfigyeléseket tesznek a csillaggal kapcsolatban és a szonda segítségével sikerült is egy olyan régóta kutatott jelenségről közelebbi felvételeket és információkat szerezni, amelyről eddig csak hiányos adatok álltak rendelkezésre.

Az úgynevezett mágneses switchbackek (hullámvasutak), vagyis a Nap mágneses terében történő gyors irányváltások, amelyek S-alakú struktúrát eredményeznek, a csillag komplex mágneses mezejének már sokszor megfigyelt, de még mindig rejtélyes részét képezik. A Nap tevékenysége optikai hullámhosszokon vizsgálva nyugodtnak és viszonylag eseménytelennek tűnik ugyan, de az ultraibolya tartományban mérő műszerek felvételei egészen más képet mutatnak a csillagról: ezek a felvételek fedik fel a Nap dinamikus, állandó mozgásban lévő mágneses terének működését, ami bonyolult hálózatot alkot.

A töltött részecskék több irányba is távoznak a Napból a mágneses tér által befolyásolva, léteznek nyílt és zárt mágneses erővonalak is: előbbiek kisugároznak a Nap felszínétől távoli régióiba a világűrnek, míg utóbbiak visszafordulnak a Nap felé és egyfajta hurkot alkotva visszatérnek a felszínre.

A két eltérő típusú mágneses erővonalaknak a találkozásánál növekszik az intenzitás

és, ahogy az erővonalak egyesülnek, stabilabb konfigurációt hoznak létre. Az ESA leírása szerint ilyenkor olyan mennyiségű energia szabadul fel, ami a plazmát hirtelen S-alakú hullámba löki: ezt nevezik a csillagászok switchbacknek, vagyis hullámvasútnak (a NASA cikkcakkos hegyi úthoz hasonlítja az alakját).

A struktúrák, amelyeket korábban már több szonda, köztük a Helios, az Ulysses, majd később a Parker Solar Probe is megfigyelt, egy, az Ulysses kilencvenes évekbeli adataira alapozott elmélet szerint, a nyílt és zárt mágneses vonalak ütközéseiből származnak és ezt a teóriát azóta sok tudós vizsgálta és egészítette ki az időközben készült újabb felvételek segítségével. A Parker Solar Probe 2018-as Naphoz közeli repülése során szintén detektálta a mágneses hullámokat és ezzel további alapot szolgáltatott az elmélet kibővítéséhez és pontosításához, amelyet a Michigani Egyetem csillagásza, Lennard Fisk és munkatársai részleteztek 2020-ban publikált tanulmányukban. Az ütközések, amelyek során a nyílt és zárt vonalak találkoznak, összehangolják a különböző irányú erővonalakat és egyesítik őket, emiatt a zárt rendszer átmenetileg nyitottá válik és a töltött részecskék kisugároznak belőle, míg a struktúrák vissza nem rendeződnek eredeti pozíciójukba.

A teoretikus elképzeléseket most a Solar Orbiter konkrét felvételekkel is alátámasztotta - ezek az első felvételek, amelyeket a Nap koronájában kialakuló switchbackekről készítettek. Az Extrém Ultraibolya Képalkotó (EUI) eszköz képein jól látható a plazma S-alakú torzulása és a felvételeket egy másik, a látható fény tartományban mérő berendezés, a Metis adataival összevetve az is kiderült, hogy pontosan melyik régióban történt az esemény. Az AR 12972 aktív régió, ami azt jelenti, hogy ezen a helyszínen gyakoriak és intenzívek a mágneses tevékenységek. A mostani képeket elemző Daniele Telloni, és a régebbi elméletek egyikét kidolgozó Gary Zank megalapítása szerint a felvételek bizonyítják, hogy a nyitott és zárt mágneses erővonalak működéséről szóló elképzelések helyesek voltak, de a mágneses tér és a napszél pontos jellemzőinek feltárása ezzel még nem ért véget.

Az elkövetkező időkben a Nap felszínének aktivitása és a switchbackek megjelenése közötti összefüggést vizsgálják majd a kutatók, de ehhez további Naphoz közeli repülésekre lesz szükség, akár a Solar Orbiter, akár más szonda segítségével. A Solar Orbiter közelebb október 13-án ér majd a legközelebb a csillaghoz jelenlegi pályája során.

(Fotó: NASA Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez, ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al. (2022))

A történelem során először érte el egy űreszköz a Nap légkörét A NASA hétfőn jelentette be, hogy a Parker Solar Probe áprilisban "megérintette a Napot", azaz többször is sikeresen berepült az égitest légkörének felső részébe.