Astrophysicists 2004-teori bekræftede:Hvorfor Solens sammensætning varierer

For omkring 17 år siden, J. Martin Laming, en astrofysiker ved U.S. Naval Research Laboratory, teoretiseret, hvorfor den kemiske sammensætning af Solens tynde yderste lag adskiller sig fra det nederste. Hans teori er for nylig blevet valideret af kombinerede observationer af Solens magnetiske bølger fra Jorden og fra rummet.

Hans seneste videnskabelige tidsskriftsartikel beskriver, hvordan disse magnetiske bølger ændrer den kemiske sammensætning i en proces, der er helt ny for solfysik eller astrofysik, men allerede kendt i optiske videnskaber, efter at have været genstand for Nobelpriser tildelt Steven Chu i 1997 og Arthur Ashkin i 2018.

Laming begyndte at udforske disse fænomener i midten af ​​1990'erne, og udgav først teorien i 2004.

"Det er tilfredsstillende at erfare, at de nye observationer viser, hvad der sker 'under motorhjelmen' i teorien, og at det rent faktisk sker på Solen, " han sagde.

Solen består af mange lag. Astronomer kalder dets yderste lag for solkoronaen, som kun er synlig fra jorden under en total solformørkelse. Al solaktivitet i koronaen er drevet af solens magnetfelt. Denne aktivitet består af soludbrud, koronale masseudstødninger, højhastigheds solvind, og solenergipartikler. Disse forskellige manifestationer af solaktivitet udbredes alle eller udløses af svingninger eller bølger på de magnetiske feltlinjer.

"De samme bølger, når de rammer de nedre solområder, forårsage ændring i kemisk sammensætning, som vi ser i koronaen, når dette materiale bevæger sig opad, " sagde Laming. "På denne måde, den koronale kemiske sammensætning tilbyder en ny måde at forstå bølger i solens atmosfære, og ny indsigt i solaktivitetens oprindelse."

Christoph Englert, leder af US Naval Research Laboratory's Space Science Division, påpeger fordelene ved at forudsige Solens vejr, og hvordan Lamings teori kunne hjælpe med at forudsige ændringer i vores evne til at kommunikere på Jorden.

"Vi anslår, at Solen er 91 procent brint, men den lille fraktion, som mindre ioner som jern udgør, silicium, eller magnesium dominerer strålingsoutput i ultraviolet og røntgenstråler fra koronaen, " sagde han. "Hvis mængden af ​​disse ioner ændrer sig, den strålingseffekt ændres."

"Hvad der sker på Solen har betydelige virkninger på Jordens øvre atmosfære, hvilket er vigtigt for kommunikations- og radarteknologier, der er afhængige af radiofrekvensudbredelse over horisonten eller jord-til-rum, sagde Englert.

Det har også en indvirkning på objekter i kredsløb. Strålingen absorberes i jordens øvre atmosfæriske lag, som får den øvre atmosfære til at danne plasma, ionosfæren, og at udvide og trække sig sammen, påvirke den atmosfæriske luftmodstand på satellitter og kredsløbsrester.

"Solen frigiver også højenergipartikler, " sagde Laming. "De kan forårsage skade på satellitter og andre rumobjekter. Selve højenergipartiklerne er mikroskopiske, men det er deres hastighed, der får dem til at være farlige for elektronikken, solpaneler, og navigationsudstyr i rummet."

Englert sagde, at pålidelig forudsigelse af solaktivitet er et langsigtet mål, hvilket kræver, at vi forstår vores stjernes indre virke. Denne seneste præstation er et skridt i denne retning.

"Der er en lang historie med fremskridt inden for astronomi, der så teknologiske fremskridt, går hele vejen tilbage til Galileo, " sagde Englert. "Vi er glade for at videreføre denne tradition til støtte for den amerikanske flåde."