Videnskabsmand leder internationalt hold til at knække 60 år gammelt mysterium om Suns magnetiske bølger

En videnskabsmand fra Queen's University Belfast har ført et internationalt hold til den banebrydende opdagelse af, hvorfor Solens magnetiske bølger styrkes og vokser, når de kommer frem fra dens overflade. som kunne være med til at løse mysteriet om, hvordan Solens korona holder sine mange millioner graders temperaturer.

I mere end 60 år har observationer af Solen vist, at efterhånden som de magnetiske bølger forlader Solens indre, vokser de i styrke, men indtil nu har der ikke været solide observationsbeviser for, hvorfor dette var tilfældet.

Coronaens høje temperaturer har også altid været et mysterium. Normalt jo tættere vi er på en varmekilde, jo varmere føler vi os. Imidlertid, dette er det modsatte af, hvad der ser ud til at ske på Solen - dens ydre lag er varmere end varmekilden ved dens overflade.

Forskere har længe accepteret, at magnetiske bølger kanaliserer energi fra Solens enorme indre energireservoir, som er drevet af nuklear fusion, op i de ydre områder af dens atmosfære. Derfor, at forstå, hvordan bølgebevægelsen genereres og spredes i hele Solen, er af enorm betydning for forskere.

Holdet, som blev ledet af Queen's, omfattede 13 videnskabsmænd, spænder over fem lande og 11 forskningsinstitutter, herunder University of Exeter; Northumbria University; Den Europæiske Rumorganisation; Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien; Universitetet i Oslo, Norge; den italienske rumfartsorganisation og California State University Northridge, USA.

Eksperterne dannede et konsortium kaldet "Waves in the Lower Solar Atmosphere (WaLSA)" for at udføre forskningen og brugte avancerede højopløsningsobservationer fra National Science Foundations Dunn Solar Telescope, Ny mexico, at studere bølgerne.

Dr. David Jess fra School of Mathematics and Physics på Queen's ledede holdet af eksperter. Han forklarer:"Denne nye forståelse af bølgebevægelser kan hjælpe videnskabsmænd med at afdække den manglende brik i puslespillet om, hvorfor de ydre lag af Solen er varmere end dens overflade, på trods af at den er længere fra varmekilden.

"Ved at bryde solens lys op i dets grundfarver, vi var i stand til at undersøge adfærden af ​​visse grundstoffer fra det periodiske system i dets atmosfære, inklusive silicium (dannet tæt på Solens overflade), calcium og helium (dannet i kromosfæren, hvor bølgeforstærkningen er mest tydelig).

"Variationerne i grundstofferne gjorde det muligt at afdække hastighederne af Solens plasma. De tidsskalaer, som de udvikler sig over, blev benchmarket, hvilket gjorde det muligt at registrere Solens bølgefrekvenser. Dette svarer til, hvordan et komplekst musikensemble dekonstrueres til grundlæggende toner og frekvenser ved at visualisere dets musikalske partitur."

Holdet brugte derefter supercomputere til at analysere dataene gennem simuleringer. De fandt ud af, at bølgeforstærkningsprocessen kan tilskrives dannelsen af ​​en 'akustisk resonator, hvor væsentlige ændringer i temperaturen mellem Solens overflade og dens ydre korona skaber grænser, der er delvist reflekterende og virker til at fange bølgerne, giver dem mulighed for at intensivere og vokse dramatisk i styrke.

Eksperterne fandt også ud af, at tykkelsen af ​​resonanshulrummet - afstanden mellem de væsentlige temperaturændringer - er en af ​​de vigtigste faktorer, der styrer karakteristikaene for den detekterede bølgebevægelse.

Dr. Jess kommenterer:"Den effekt, som vi har fundet gennem forskningen, svarer til, hvordan en akustisk guitar ændrer den lyd, den udsender gennem formen af ​​sin hule krop. Hvis vi tænker på denne analogi, kan vi se, hvordan bølgerne fanget i Solen kan vokse og ændre sig, når den forlader dens overflade og bevæger sig mod de ydre lag og ydre."

Dr. Ben Snow, fra University of Exeter og en medforfatter af undersøgelsen, sagde:"Denne nye forskning åbner døren til at give en ny forståelse af mysteriet omkring Solens magnetiske bølger. Dette er et afgørende skridt i retning af at forklare problemet med koronal opvarmning - hvor temperaturen et par tusinde km fra overfladen - er varmere end selve varmekilden."

Resultaterne af undersøgelsen er blevet offentliggjort i Natur astronomi .