Ny ledetråd til at løse mysteriet om Solens varme atmosfære

Den grundlæggende sammensætning af Solens varme atmosfære kendt som 'corona' er stærkt forbundet med den 11-årige solmagnetiske aktivitetscyklus, et team af forskere fra UCL, George Mason University og Naval Research Laboratory har afsløret for første gang.

Studiet, udgivet i Naturkommunikation og finansieret af NASA Hinode -programmet, viser, at en stigning i magnetisk aktivitet går hånd i hånd med en stigning i visse elementer, såsom jern, i solcoronaen. Det menes, at resultaterne kan have betydelige konsekvenser for forståelsen af ​​processen, der fører til opvarmning af Solens corona.

"Elementær sammensætning er en vigtig komponent i strømmen af ​​masse og energi ind i solens atmosfærer og andre stjerner. Hvordan denne sammensætning ændrer sig, hvis det virkelig ændrer sig, når materiale strømmer fra solens overflade til dets corona påvirker ideer, vi har om opvarmning og aktivitet i atmosfærer af andre stjerner, "sagde Dr. Deborah Baker (UCL Space &Climate Physics).

Gennem sin 11-årige cyklus, solen bevæger sig fra relativt rolige perioder med et minimum af sol, til intens magnetisk aktivitet ved maksimal sol, når der kommer et stort antal solpletter, og der er en stigning i stråling.

"Tidligere har mange astronomer troede, at elementær sammensætning i en stjernes atmosfære afhænger af stjernens egenskaber, der ikke ændrer sig, såsom rotationshastighed eller overfladetyngde. Vores resultater tyder på, at det også kan være forbundet med magnetisk aktivitet og opvarmningsprocesser i selve atmosfæren, og de ændrer sig med tiden, i hvert fald i solen, "sagde undersøgelsens hovedforfatter, Dr. David H. Brooks (George Mason University).

Solens overflade, fotosfæren, har en temperatur på omkring 6000 grader, men den ydre atmosfære, corona - bedst set fra Jorden under totale solformørkelser - er flere hundrede gange varmere. Hvordan corona opvarmes til millioner af grader er et af de mest betydelige uløste problemer inden for astrofysik. Løsningen vil hjælpe forskere med bedre at forstå opvarmningen af ​​andre stjerner.

"Hvorfor Solens corona er så varm, er et mangeårigt puslespil. Det er som om en flamme kom ud af en isterning. Det giver ingen mening! Solastronomer tror, ​​at nøglen ligger i magnetfeltet, men der er stadig argumenter om detaljerne, "tilføjede Dr Brooks.

Forskergruppen analyserede observationer fra Solar Dynamics Observatory på et tidspunkt med lav aktivitet (solminimum) fra 2010, og frem til 2014, hvor enorme magnetiske aktive områder, der krydser solskiven, var almindelige.

En ukendt mekanisme transporterer fortrinsvis visse elementer, såsom jern, ind i corona i stedet for andre, giver corona sin egen karakteristiske elementære signatur. Teamet mener, at mekanismen, der adskiller elementerne og leverer materiale til coronaen, også kan være tæt forbundet med energitransport, og denne forståelse kan give ledetråde til at forklare hele koronalopvarmningsprocessen.

"Vores observationer startede i 2010, nær det sidste solminimum, og derfor har observationer af det globale koronale spektrum for en komplet solcyklus ikke været mulige. Den kendsgerning, at vi opdagede denne variation af Solen i en relativt lille periode, fremhæver virkelig vigtigheden af ​​at observere stjerner gennem komplette stjernecyklusser, som vi håber at gøre i fremtiden. I øjeblikket har vi en tendens til bare at have snapshots af stjerner, men disse mangler potentielt nogle vigtige spor, "sagde Dr. Baker.

Selvom det ville kræve langsigtet planlægning, forskerne forventer, at iagttagelse af fuld stjernecyklusser ville give nyt indblik i karakteren af ​​stjernernes atmosfærer og hvordan de opvarmes til millioner graders temperaturer.