Vågor i solvinden formar vår rymdmiljö / Solar wind waves shape our space environment

Olika typer av plasmavågor förekommer ofta i solvinden nära solen och spelar en viktig roll för hur energi omfördelas mellan partiklar när solvinden sprider sig genom solsystemet. Det visar doktorshandlingen av Jordi Boldú vid Institutet för rymdfysik (IRF) och Uppsala universitet.

Solvinden är en ström av laddade partiklar som ständigt strömmar ut från solen och fyller rymden mellan planeterna med plasma. Vågor i solvinden rör sig genom detta plasma – en gas av laddade partiklar – precis som genom luft eller vatten på jorden. Dessa vågor påverkar hur energi transporteras genom solvinden. I sin doktorsavhandling undersöker Jordi vilka plasmavågor som är vanligast och hur de fördelar energin.

På första parkett vid solen
Med hjälp av data från den europeiska rymdorganisationen ESA:s rymdsond Solar Orbiter har Jordi identifierat olika typer av vågor i solvinden och eftersom rymdsonden färdas närmare solen än Merkurius ger det en unik möjlighet att observera solvinden nära dess källa.

Genom att analysera mätningar som gjorts så nära solen har Jordi studerat plasmavågor i ett tidigare skede av solvindens utveckling än vad som tidigare varit möjligt. Forskningen bidrar till ökad förståelse för hur plasmavågor påverkar solvinden och rymdmiljön runt jorden.

Partiklar i resonans med vågor
En viktig del av avhandlingen handlar om högfrekventa elektrostatiska vågor, bland annat Langmuirvågor och jonakustiska vågor. Dessa vågor växelverkar med partiklar på ett särskilt sätt: bara partiklar som rör sig med en viss hastighet kan “synkronisera” med vågen och utbyta energi med den.

Denna process påverkar hur solvinden förändras när den rör sig genom rymden och är kopplad till fenomen som rymdväder, chockvågor i rymden och acceleration av mycket energirika partiklar.

“Högfrekventa elektrostatiska vågor spelar en viktig roll för hur solvinden formas. Genom att ta reda på vilka vågor som är vanligast kan vi bättre förstå hur solvinden förändras när den rör sig genom solsystemet. Med Solar Orbiter kan vi studera denna process närmare solen än Merkurius”, säger Jordi.

Jordi Boldú, född i Mexiko, försvarar sin doktorsavhandling “The Role of Kinetic Waves in the Solar Wind Evolution” tisdagen den 24 mars klockan 09.00 i Sonja Lyttkens-salen vid Ångströmlaboratoriet i Uppsala. Opponent är professor Xóchitl Blanco-Cano från Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Länk till doktorsavhandlingen

Kontakt:
Jordi Boldú, doktorand, Institutet för rymdfysik (IRF), Uppsala, och Uppsala universitet, jordi.boldu@irfu.se

*** ENG ***

Different types of plasma waves occur frequently in the solar wind close to the Sun and play a key role in redistributing energy among particles as the solar wind expands through the solar system. This is one of the main findings in the doctoral thesis of Jordi Boldú at the Swedish Institute of Space Physics (IRF) and Uppsala University.

The solar wind is a stream of charged particles continuously flowing from the Sun, filling the space between planets with plasma. Waves in the solar wind travel through this plasma – a gas of charged particles – rather than through air or water as on Earth. These waves influence how energy moves through the solar wind. In his doctoral thesis, Jordi investigates which plasma waves are most common and how they redistribute energy.

A front-row seat to the Sun
Using data from the European Space Agency’s Solar Orbiter spacecraft, Jord identifies different types of waves in the solar wind. The spacecraft travels closer to the Sun than the orbit of Mercury, providing a unique opportunity to observe the solar wind near its source.

By analysing measurements taken close to the Sun, Jordi studied plasma waves at an earlier stage of the solar wind’s evolution than previously possible. The research improves our understanding of how plasma waves influence the solar wind and the space environment around Earth.

Particles resonating with waves
A key part of the thesis studies high frequency electrostatic waves, including Langmuir waves and ion-acoustic waves. These waves interact with particles in a special way: only particles moving at a certain speed can “sync” with the wave and exchange energy with it.

This process affects how the solar wind changes as it moves and is connected to phenomena such as space weather, shock waves in space, and the acceleration of high-energy particles.

“High-frequency electrostatic waves play an important role in shaping the solar wind. By identifying which waves are most common, we can better understand how the solar wind evolves as it travel through the solar system. Solar Orbiter lets us study this process closer to the Sun than Mercury’s orbit”, says Jordi.

Jordi Boldú, born in Mexico, will defend his doctoral thesis “The Role of Kinetic Waves in the Solar Wind Evolution” at 09.00 on Tuesday, March 24, in the Sonja Lyttkens Hall at the Ångström Laboratory in Uppsala. The opponent is Professor Xóchitl Blanco-Cano from the Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Link to the doctoral thesis

Contact:
Jordi Boldú, PhD student, Swedish Institute of Space Physics, Uppsala, and Uppsala University, jordi.boldu@irfu.se