Mysteriet om koronal opvarmning

Forestil dig at stå omkring et brølende lejrbål, stege s'mores. Du mærker varmen fra flammerne, mens skumfiduserne knitrer. Nu tilbage. Du bliver køligere, ret?

Sådan fungerer det ikke på solen. Solens synlige overflade har en temperatur på 10, 000° F. At bakke væk fra infernoet bør køle tingene ned, men det gør den ikke. I stedet, solens øvre atmosfære, eller corona, syder ved millioner af grader - en temperatur, der er 200 til 500 gange højere end den i den brølende ovn nedenfor.

I mere end et halvt århundrede, astronomer har forsøgt at finde ud af, hvad der får koronaen til at være så varm. Det er et af de mest irriterende problemer i astrofysikken.

Solfysiker Bart De Pontieu fra Lockheed Martin Solar &Astrophysics Laboratory siger, "Problemet med koronal opvarmning blev først opdaget i 1940'erne. Problemet involverer en række komplekse fysiske processer, som er svære at måle direkte eller fange i teoretiske modeller."

Den 27. juni 2013, med lejrbål, der brænder rundt i USA, NASA lancerede Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) - et rumbaseret solobservatorium designet til at komme til bunds i, hvordan solatmosfæren opvarmes.

"IRIS studerer overgangsområdet mellem solens overflade og koronaen, " forklarer De Pontieu, hvem er observatoriets videnskabelige leder. "Det kan spore temperaturen og bevægelserne af varm gas ved hidtil uset rumlig (0,33 buesekund), temporal (2 s) og spektral (2 mi/s) opløsning."

De fleste forskere er enige om, at coronaen formentlig opvarmes på flere forskellige måder. For eksempel, plasmabølger fra solen kan stige ind i koronaen og styrte ned, afsætte deres energi der. På samme tid, "varmebomber" kunne sprænges. Disse eksplosioner sker, når magnetiske felter i koronaen krydser hinanden og justerer hinanden, eksploderer som et miniature soludbrud.

Et af de store spørgsmål ved koronal opvarmning har været:Er coronaen opvarmet overalt på én gang, eller er varme leveret diskret, bombelignende begivenheder?

De Pontieu siger, "Disse to muligheder er meget forskellige, men forskellen kan være svær at observere."

Problemet er, at koronaen er en fantastisk termisk leder. Hvis en varmebombe sprænger, den resulterende varme spredes hurtigt ud over et stort område. Blinke, og det ligner meget ensartet opvarmning.

Heldigvis, IRIS blinker aldrig. En nylig observation fra observatoriets spektrografer har fundet beviser for disse diskrete, eksplosive begivenheder.

Paola Testa fra Harvard-Smithonian Center for Astrophysics, hovedforfatter af papiret, der rapporterer resultaterne, siger, "Fordi IRIS kan løse overgangsregionen ti gange bedre end tidligere instrumenter, vi kunne se varmt materiale suse op og ned af magnetiske felter i den lave korona. Dette er kompatibelt med modeller fra Universitetet i Oslo, hvor magnetisk genforbindelse udløser varmebomber i koronaen."

Testa understreger, at andre opvarmningsmekanismer kan være på arbejde, også. Ikke desto mindre, disse nye observationer kan hjælpe med at drille ud, hvor meget af opvarmningen kommer fra diskrete opvarmningsbegivenheder, hjælper forskere med at løse et årtier gammelt puslespil af stor kompleksitet.