Solkoronaens globale magnetfelt målt for første gang

Et internationalt hold af solfysikere, inklusive akademikere fra Northumbria University, i Newcastle upon Tyne, har for nylig målt det globale magnetfelt i det yderste lag af Solens atmosfære, solkoronaen, for første gang.

Holdet, herunder forskere fra Peking University, Kina og Nationalt Center for Atmosfærisk Forskning (NCAR), OS., brugte observationer fra Coronal Multi-channel Polarimeter (CoMP), et instrument, der kan give målinger af infrarød stråling, der kommer fra Solens atmosfære. Deres forskning er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Solen er en magnetiseret stjerne, og dets magnetfelt spiller en afgørende rolle i udformningen af ​​solens atmosfære. Det magnetiske felt styrer mange aspekter af Solens adfærd, fører til en 11-årig solcyklus, spektakulære soludbrud, og opvarmningen af ​​den varme gas (plasma) i solkoronaen til millioner af grader celsius.

Magnetfeltet trænger gennem de forskellige lag af Solens atmosfære, hvilket betyder, at information om hele atmosfærens magnetfelt er nødvendig for at forstå samspillet mellem solplasmaet og magnetfeltet.

Imidlertid, indtil nu, rutinemæssige målinger af solens magnetfelt er kun blevet opnået på overfladen af ​​vores stjerne (det område af Solen kendt som fotosfæren).

Mens der er gået mere end 100 år siden den første måling af Solens magnetfelt, vi har stadig ikke en præcis viden om magnetfeltet i den øvre solatmosfære, især coronaen.

For mere end 20 år siden, en teknik kaldet magnetoseismologi blev fremsat som en måde at måle magnetfeltet i koronaen. Denne metode gør brug af magnetiske bølger, kendt som Alfvén-bølger, der observeres at bevæge sig langs magnetfelterne.

Vigtigt, hastigheden bølgerne bevæger sig med afhænger af styrken af ​​magnetfeltet, hvilket betyder, at det at være i stand til at måle, hvor hurtigt de rejser, gør det muligt at lave et skøn over magnetfeltet.

Dr. Richard Morton, en UKRI Future Leader Fellow, der arbejder ved Northumbria University, er verdensekspert i observation og analyse af bølger i Solens korona og var en del af holdet, som leverede disse spændende resultater.

Dr. Morton har været en langsigtet bruger af CoMP-instrumentet og fortaler for at bruge sådanne målinger til at studere Solens magnetfelt. Som han forklarer:"De data, der er indsamlet fra CoMP, afslører, at Solens korona er fuld af disse Alfvén-bølger og giver os det bedst tilgængelige billede af dem."

Den nuværende forskning er bygget på Dr. Mortons tidligere værker, som demonstrerede muligheden for, at de magnetiske bølger kunne bruges som et værktøj (Morton et al., Nature Communications 2015, Long et al., Astronomi og astrofysik, 2017).

"Jeg synes, at dette er en vidunderlig demonstration af, hvordan vi kan udnytte Alfvén-bølgerne til at undersøge Solens egenskaber, Dr. Morton tilføjede, bemærker, at "processen ligner, hvordan seismologer bruger jordskælv til at finde ud af, hvordan jordens indre ser ud."

Det er første gang, at et globalt kort over det koronale magnetfelt er blevet opnået gennem faktiske koronale observationer, dermed et spring i retning af at løse problemet med koronale magnetfeltmålinger.

I princippet, med denne teknik, globale koronale magnetfeltkort kunne nu rutinemæssigt opnås, udfylde den manglende del af målingerne af Solens globale magnetisme. Sammen med samtidig målte magnetfeltmålinger fra Solens overflade, disse synoptiske koronale magnetogrammer vil give kritisk information for at fremme forståelsen af, hvordan magnetfeltet kobler de forskellige lag af Solens atmosfære såvel som de fysiske mekanismer, der er ansvarlige for soludbrud og solcyklus.