Forskere afslører unormal opvarmning i solens øvre atmosfære

I en undersøgelse offentliggjort i The Astrophysical Journal , skildrede forskere fra Yunnan Observatories of the Chinese Academy of Sciences et komplet fysisk billede af den unormale opvarmning i solens øvre atmosfære (solkoronaen og solkromosfæren).

Gåden med koronaens unormale opvarmning står som en af ​​de otte udfordringer i moderne astronomi. På samme måde fortsætter den unormale opvarmning af kromosfæren med at forvirre solfysikere.

Observationer indsamlet fra store teleskoper og satellitter har afsløret potentielle magnetiske aktiviteter, der kunne være årsagen til denne opvarmning. Teoretisk forskning har foreslået forskellige opvarmningsmåder, men ingen er endeligt bevist at være årsagen. Som det ser ud, er vores forståelse af, hvordan solens øvre atmosfære opvarmes, stadig ufuldstændig.

Denne undersøgelse kortlægger et nyt forløb, der afviger fra den traditionelle årsag-til-virkning tilgang. I stedet tager den udgangspunkt i virkningen og sporer sig tilbage til årsagen. Rejsen begynder med en undersøgelse af den øvre atmosfæres karakteristika, efterfulgt af identifikation af korrelationer med forskellige magnetiske felter, den eneste kendte kilde, der er i stand til at levere den nødvendige energi til at opvarme den øvre atmosfære.

Undersøgelsen betragter hele den øvre atmosfære som et helt system, der har oplevet unormal opvarmning og opretholder unormalt høje temperaturer i lang tid. Den mest egnede og nødvendige forskningsmetode involverer derfor at analysere langtidsobservationer af kromosfæren og koronaen på fuld disk.

Efter langtidsobservationer af den globale kromosfære i Ca II K-linjen og den globale korona i den koronale grønne linje, giver denne undersøgelse for første gang et klart svar på spørgsmålet om, hvordan den øvre atmosfære opvarmes unormalt.

Forskerne afslørede, at den stille kromosfæres vigtigste varmekilde er netværkets magnetfelter, og den magnetiske konfiguration af deres baldakinstrukturer forhindrer i høj grad ladede partikler, termisk energi og nogle bølger i at undslippe fra toppen af ​​kromosfæren.

De afslørede også, at den sommerfugleformede aktive kromosfære trækker sin varme fra magnetfelterne i aktive områder og flygtige områder, såvel som fra den nedadgående udbredelse af energi genereret af dem i koronaen.

Især bidrager de magnetiske felter i flygtige områder væsentligt mere til opvarmningen af ​​den aktive kromosfære end dem i aktive områder. Opvarmningen af ​​den stille kromosfære udgør hovedkomponenten i hele kromosfærens opvarmning.

Forskerne afslørede også, at den stille korona hovedsageligt opvarmes af netværksfelterne. Også her bidrager magnetfelterne i flygtige områder væsentligt mere til opvarmningen af ​​den aktive korona end i aktive områder. Den aktive corona modtager mere varme end den stille corona.

Derudover viste forskerne, at opvarmningen af ​​magnetfelterne i aktive områder og flygtige områder resulterer i en sommerfugleformet rumlig fordeling af den aktive kromosfære og den aktive korona. Denne opvarmningsproces udviser en langsigtet evolutionskarakteristik, der er i fase med solaktivitetscyklussen.

Omvendt fører opvarmningen af ​​netværksfelterne til en langsigtet udvikling af hele baggrundens (stille) kromosfære og baggrunds (stille) korona, som er modsat solcyklussen.

Flere oplysninger: K. J. Li et al., Hvordan opvarmes den unormalt varme kromosfære og korona af solens magnetfelter?, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad1ab3

Journaloplysninger: Astrofysisk tidsskrift

Leveret af Chinese Academy of Sciences