„Bezprecedentní“ pohled na slunce odhaluje nepolapitelné koronální vlny po 85letém hledání
Žhavá záhada na slunci může být blízko k vyřešení.
Po desetiletí se vědci snažili pochopit proč slunceVnější atmosféra je mnohem teplejší než její povrch, přestože je dále od jádra. Zatímco povrch neboli fotosféra má miliony stupňů Fahrenheita, vnější atmosféra má jen asi 10 000 F (5 500 C).
Nová data ze slunečního dalekohledu Daniel K. Inouye (DKIST) na Havaji od National Science Foundation. největší pozemský sluneční dalekohled, jaký byl kdy postaven — pomáhá vědcům zjistit, jak se sluneční energie přenáší jeho atmosférou.
Sluneční záhada
Výzkumníci již dříve zaznamenali extrémní teplotu sluneční koróny a také přeplňovaný proud ohřátého plynu, nazývaný sluneční vítr, který proudí ze Slunce rychlostí více než 1,6 milionu km/h. Richard Mortonsluneční fyzik a profesor na Northumbrijské univerzitě ve Spojeném království, který vedl výzkum, řekl Live Science v e-mailu.
Oba procesy potřebují energii a vědci předpokládali, že potřebné palivo vygeneruje valící se konvekce na povrchu Slunce. Komplikace se však objevily během prvních studií před desítkami let.
„Není jasné, jak se tato (energie) přenáší do atmosféry a slunečního větru a jak se energie přeměňuje na teplo a hybnost,“ řekl Morton.
V roce 1942 švédský plazmový fyzik (a případného nositele Nobelovy cenyHannes Alfvén navrhl, že za to mohou magnetické vlny. Ale tyto vlny, nyní známé jako Alfvénovy vlny, nebyly v koroně až dosud nikdy spatřeny.
„Bylo to proto, že citlivost předchozích přístrojů nebyla dost dobrá k vyřešení pohybů vln Alfvén,“ řekl Morton. „Navzdory tomu mnoho numerických experimentů a nástrojů pro předpovědi kosmického počasí předpokládá, že Alfvénovy vlny v koroně existují. Nicméně vlastnosti vln, které používají v modelech, byly jen odhady.“
„Bezprecedentní“ postřehy
DKIST má 4 metry (13 stop) zrcadlo a „bezprecedentní“ rozlišení slunce, řekl Morton, s mnohem „čistšími měřeními“ (méně hluku) než kterákoli předchozí sluneční observatoř. V novém výzkumu vědci použili k pátrání po koronálních Alfvénových vlnách kryogenní blízký infračervený spektropolarimetr (Cryo-NIRSP) dalekohledu.
Cryo-NIRSP může mapovat pohyby koróny prostřednictvím obrázků, řekl Morton, a také zkoumat změny ve sluneční plazmě (přehřátý plyn) prostřednictvím jevu známého jako Dopplerův posun – vnímaný rozdíl ve frekvenci vlny, když se pozorovatel a zdroj vlny pohybují k sobě nebo od sebe. (Běžným příkladem ze skutečného života je změna zvuku sirény sanitky, když prochází kolem chodce na ulici.)
„Cryo-NIRSP poskytla data, která nám umožnila pozorovat výmluvný podpis Alfvénových vln, které v plazmatu, jako je korona, jsou kroucením tam a zpět. magnetické pole„Jeví se to jako střídající se vzor červeného a modrého Dopplerova posunu na opačných stranách magnetických polí.“ Zjistili jsme, že tyto vlny byly během doby pozorování neustále přítomné, a vzhledem k tomu, že v oblasti, kterou jsme pozorovali, nebylo nic zvláštního, to znamená, že jsou vždy pravděpodobně běžné ve zbytku atmosféry.
„Možná je nejdůležitější,“ pokračoval, „naše analýza ukazuje, že vlny pravděpodobně nesou značné množství energie.“
To je významné zjištění, poznamenal, protože astronomové diskutovali mezi slunečními vlnami a magnetické opětovné připojení — když se magnetická pole na slunci stočí dohromady a prasknou, čímž se uvolní energie — jako mechanismus za intenzivním ohřevem v koroně.
Zatímco různé kosmické lodě našly důkazy, že magnetické opětovné spojení je hnacím motorem koronálního zahřívání, nové poznatky DKIST ukazují, že úplný obrázek je složitější. Sluneční observatoře jako např NASA‚s Solární sonda Parker a Solar Orbiter Evropské kosmické agentury spolu s čerstvými daty z DKIST ukazují, že „v celé atmosféře Slunce často dochází k vlnám i opětovnému spojení,“ řekl Morton.
„Náš výzkum potvrzuje, že vlny Alfvén jsou přítomny a nesou značné množství energie, které potenciálně tvoří alespoň polovinu energie potřebné k ohřevu koróny,“ dodal. „Přesnou energii spojenou s vlnami je však stále obtížné odhadnout.“
Poměr magnetického opětovného připojení k Alfvénovým vlnám ovlivňuje nejen solární ohřev, ale také světlo (nebo přesněji radiační výkon) ze slunce, stejně jako světlo z hvězd za námi. sluneční soustava. Vědci doufají, že výzkum využijí k pochopení toho, jak se planetární systémy vyvíjely v delším časovém horizontu, a k lepším krátkodobým předpovědím o produkci slunečního větru. „Doufáme, že další studie, jako je ta, kterou jsme publikovali, vrhnou nějaké světlo na vlastnosti Alfvénových vln, aby lépe informovaly modely a zlepšily předpovědi,“ řekl.
