Νέα μελέτη εξηγεί τη τεράστια διαφορά θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα και την επιφάνεια του.
Για δεκαετίες οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν χωρίς επιτυχία γιατί η θερμοκρασία στην εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου αγγίζει το ένα εκατ. βαθμούς Κελσίου ενώ στην επιφάνεια του και πιο κοντά στον πυρήνα η θερμοκρασία δεν ξεπερνάει τους πέντε χιλιάδες βαθμούς Κελσίου. Πολλές θεωρίες έχουν διατυπωθεί και μια νέα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Astronomy».
Παρατηρήσεις από ένα νέο τηλεσκόπιο υψηλής ανάλυσης ερευνητική ομάδα εντόπισαν επιτέλους τις δυσεύρετες «μαγνητικές κυματώσεις» στην ατμόσφαιρα του Ήλιου οι οποίες πιθανώς ευθύνονται για μεγάλο μέρος της απίστευτης θέρμανσης του στέμματος του Ήλιου.
Τα νέα δεδομένα προέρχονται από το Ηλιακό Τηλεσκόπιο Daniel K. Inouye (DKIST) στη Χαβάη το μεγαλύτερο επίγειο ηλιακό τηλεσκόπιο που έχει κατασκευαστεί ποτέ και βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς μεταφέρεται η ενέργεια του Ήλιου μέσω της ατμόσφαιράς του.
Ένα ηλιακό μυστήριο
Οι ερευνητές είχαν ήδη παρατηρήσει τις ακραίες θερμοκρασίες του στέμματος και τον ηλιακό άνεμο, τη ροή υπερθερμασμένου αερίου που εκτοξεύεται από τον Ήλιο με ταχύτητες άνω του 1,6 εκατομμυρίων χλμ/ώρα. Και τα δύο φαινόμενα απαιτούν τεράστια ενέργεια. Παλαιότερα, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι αυτή προερχόταν από κινήσεις μεταφοράς στην επιφάνεια του Ήλιο όμως οι πρώτες μελέτες δυσκολεύτηκαν να εξηγήσουν πώς αυτή η ενέργεια μεταφέρεται στα ανώτερα στρώματα.
Το 194 ο Σουηδός φυσικός Χάνες Άλφβεν πρότεινε ότι μπορεί να είναι μαγνητικά κύματα που σήμερα φέρουν το όνομά του, τα κύματα Alfvén. Ωστόσο αυτά ποτέ δεν είχαν παρατηρηθεί απευθείας στο ηλιακό στέμμα έως σήμερα.
«Ανεπανάληπτες» παρατηρήσεις
Το DKIST με καθρέφτη 4 μέτρων και ανάλυση άνευ προηγουμένου, χρησιμοποίησε το Cryogenic Near Infrared Spectropolarimeter (Cryo-NIRSP) για να ανιχνεύσει τα κύματα Alfvén. Το όργανο κατέγραψε κινήσεις του πλάσματος μέσω φαινομένων Doppler επιτρέποντας στους ερευνητές να δουν το χαρακτηριστικό «στρίψιμο» του μαγνητικού πεδίου ένα μοτίβο εναλλασσόμενων κόκκινων και μπλε μετατοπίσεων.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι αυτά τα κύματα ήταν διαρκώς παρόντα στην περιοχή παρατήρησης, κάτι που υποδηλώνει ότι είναι κοινό φαινόμενο σε όλη την ηλιακή ατμόσφαιρα. «Το σημαντικότερο είναι ότι η ανάλυσή μας δείχνει πως τα κύματα αυτά μεταφέρουν σημαντική ποσότητα ενέργειας», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Ρίτσαρντ Μόρτον από το Πανεπιστήμιο Northumbria του Ηνωμένου Βασιλείου.
Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία, καθώς οι αστρονόμοι διχάζονται εδώ και χρόνια ανάμεσα σε δύο θεωρίες:
- ότι η θέρμανση του στέμματος προκαλείται από ηλιακά κύματα
- από μαγνητική επανασύνδεση, όταν μαγνητικά πεδία στρίβουν και «σπάνε», απελευθερώνοντας ενέργεια
Τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι και τα δύο φαινόμενα συνυπάρχουν. «Η έρευνά μας επιβεβαιώνει ότι τα κύματα Alfvén είναι παρόντα και μεταφέρουν αρκετή ενέργεια ώστε να καλύπτουν τουλάχιστον το μισό της απαιτούμενης θερμότητας για την κορώνα», πρόσθεσε ο Μόρτον.
Η αναλογία μεταξύ μαγνητικής επανασύνδεσης και κυμάτων Alfvén επηρεάζει όχι μόνο τη θέρμανση του Ήλιου, αλλά και τη φωτεινότητα άλλων άστρων. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μελλοντικές μελέτες θα ρίξουν περισσότερο φως σε αυτά τα κύματα και θα βελτιώσουν τα μοντέλα πρόβλεψης του ηλιακού ανέμου και της πρόγνωσης του αποκαλούμενου διαστημικού καιρού.
