Koronaaliset silmukat, tyylikkäät ja kirkkaat rakenteet, jotka kulkevat auringonpinnan läpi ja aurinkokehään, ovat avain ymmärtääksesi miksi korona on niin kuuma. Kyllä, se on aurinko ja kyllä, se on kuuma, mutta ilmapiiri on liian kuuma. Palapeli siitä, miksi aurinkokorona on kuumempi kuin Auringon valokehä, on pitänyt aurinkofyysikot kiireisenä 2000-luvun puolivälistä lähtien, mutta nykyaikaisten observatorioiden ja edistyneiden teoreettisten mallien avulla meillä on nyt melko hyvä idea, mikä tämän aiheuttaa. Joten onko ongelma ratkaistu? Ei aivan…
Joten miksi aurinkofyysikot ovat niin kiinnostuneita aurinkokoronasta joka tapauksessa? Vastaan tähän hakemalla otteen ensimmäisestä Space Space Magazine -artikkelista:
…koronaalisten hiukkasten mittaukset kertovat meille, että Auringon ilmapiiri on todella kuumempi kuin Auringon pinta. Perinteinen ajattelu viittaa siihen, että tämä on väärin; kaikenlaisia fyysisiä lakeja rikotaan. Ilma lampun ympärillä ei ole kuumempaa kuin itse polttimo, esineestä tuleva lämpö vähenee, mitä kauemmas mittaat lämpötilan (ilmeinen todella). Jos olet kylmä, et siirrä pois tulesta, pääset lähemmäksi sitä! - julkaisusta “Hinode Discovers Sun's Hidden Sparkle”, Space Magazine, 21. joulukuuta 2007
Tämä ei ole vain akateemista uteliaisuutta. Avaruussää on peräisin alemmasta aurinkokoronasta; Koronaalikuumennuksen takana olevien mekanismien ymmärtämisellä on laajat vaikutukset energian (ja vahingoittavien) aurinkosähkön ennustamiseen ja planeettojen välisten olosuhteiden ennustamiseen.
Joten, sepelvaltimon lämmitysongelma on mielenkiintoinen aihe ja aurinkofyysikot ovat kuumia vastauksen jäljessä siihen, miksi korona on niin kuuma. Magneettiset koronaaliset silmukat ovat keskeisiä tässä ilmiössä; ne ovat aurinkokehän juurella ja kokevat nopean lämmityksen lämpötilan gradientilla kymmenistä tuhansista kelvinistä (kromosfäärissä) kymmeniin miljooniin kelviniin (koronassa) hyvin lyhyen matkan päässä. Lämpötilagradientti toimii ohutmuutosalueella (TR), jonka paksuus vaihtelee, mutta voi paikoin olla vain muutama sata kilometriä paksu.
Nämä kirkkaat kuuman aurinkoplasman silmukat saattavat olla helppo nähdä, mutta koronahavainnon ja koronaaliteorian välillä on monia eroja. Silmukoiden lämmittämisestä vastaavat mekanismit ovat osoittautuneet vaikeaksi puristaa alas, etenkin kun yritetään ymmärtää ”keskilämpötilan” (nk. ”Lämmin”) koronaasilmukoiden dynamiikkaa, kun plasma on lämmitetty noin miljoonaan kelviniin. Olemme tulossa lähempänä tämän palapelin ratkaisua, joka auttaa avaruussääennusteita auringosta maahan, mutta meidän on selvitettävä, miksi teoria ei ole sama kuin mitä näemme.
Aurinkofyysikot ovat jakautuneet tähän aiheeseen jo jonkin aikaa. Lämmitetäänkö seinämän plasmaa ajoittaisilla magneettikytkentätapahtumilla koko seinämän pituudella? Vai lämmitetäänkö niitä jollakin muulla tasaisella lämmityksellä erittäin alhaisesti koronassa? Vai onko se hiukan molempia?
Vietin todellakin neljä vuotta painia tätä asiaa työskennellessään aurinkoryhmän kanssa Walesin yliopistossa Aberystwythissä, mutta olin "tasaisen lämmityksen" puolella. Vakavan koronaalikuumennuksen takana olevia mekanismeja tarkasteltaessa on useita mahdollisuuksia, erityinen tutkimusalueeni oli Alfvén-aallontuotanto ja aalto-hiukkasten vuorovaikutukset (häpeämätön itsereklama… vuoden 2006 opinnäyteni: Turbulenssin lämmittämät hiljaiset koronaaliset silmukat, vain jos sinulla on ylimääräinen tylsä viikonloppu edessäsi).
James Klimchuk Goddardin avaruuslentokeskuksen aurinkofysiikan laboratoriosta Greenbeltistä, MD, on eri mieltä ja kannattaa nanopilloa, impulsiivista lämmitysmekanismia, mutta hän on hyvin tietoinen siitä, että muut tekijät voivat tulla esille:
“Viime vuosina on käynyt selväksi, että seinämälämmitys on erittäin dynaaminen prosessi, mutta havaintojen ja teoreettisten mallien väliset epäjohdonmukaisuudet ovat olleet tärkeä närästyslähde. Olemme nyt löytäneet kaksi mahdollista ratkaisua tähän ongelmaan: energia vapautuu impulsiivisesti oikealla sekoituksella hiukkaskiihdytyksestä ja suorasta lämmityksestä tai energia vapautuu vähitellen hyvin lähellä aurinkopintaa.”- James Klimchuk
Nanoflareiden ennustetaan ylläpitävän lämpimiä koronaalisia silmukoita melko vakaalla miljoonalla kelvinillä. Tiedämme, että silmukoissa on tämä lämpötila, koska ne lähettävät säteilyä äärimmäisissä ultravioletti (EUV) -aallonpituuksissa, ja joukko observatorioita on rakennettu tai lähetetty avaruuteen välineille, jotka ovat herkkiä tälle aallonpituudelle. Avaruuspohjaiset instrumentit, kuten EUV Imaging Telescope (EIT; NASA / ESA) Aurinko- ja helikopterikeskus), NASA: n Siirtymäalue ja Coronal Explorer (JÄLJITTÄÄ) ja äskettäin toiminut japanilainen Hinode Kaikilla operaatioilla on ollut menestyksiä, mutta monet koronaalisilmukoiden läpimurtot tapahtuivat vuoden 2000 käynnistyksen jälkeen JÄLJITTÄÄ jo vuonna 1998. Nanoflareita on erittäin vaikea tarkkailla suoraan, koska niitä esiintyy niin pienissä alueellisissa mittakaavoissa, että niitä ei voida ratkaista nykyisillä välineillä. Olemme kuitenkin lähellä, ja siellä on jälki seinämäisistä todisteista, jotka viittaavat näihin energisiin tapahtumiin.
“Nanosäteily voi vapauttaa energiansa eri tavoin, mukaan lukien hiukkasten kiihtyvyys, ja ymmärrämme nyt, että hiukkaskiihdytyksen ja suoran kuumennuksen oikea sekoitus on yksi tapa selittää havaintoja.”- Klimchuk.
Hitaasti, mutta varmasti, teoreettiset mallit ja havainnot ovat tulossa yhteen, ja näyttää siltä, että 60 vuoden kokeilun jälkeen aurinkofyysikot ovat ymmärtäneet koronan takana olevia lämmitysmekanismeja. Tarkastelemalla kuinka nanosähköiset ja muut lämmitysmekanismit voivat vaikuttaa toisiinsa, on erittäin todennäköistä, että useampia kuin yksi seinämän kuumennusmekanismi on pelissä ...
syrjään: Kiinnostamattomuuden vuoksi nanosäteilyjä esiintyy missä tahansa korkeudessa koronan silmukkaa pitkin. Vaikka niitä voidaan kutsua nanoflares, maapallostandardien mukaan, ne ovat valtavia räjähdyksiä. Nanolamput vapauttavat 10: n energian24-1026 erg (eli 1017-1019 Joulea). Tämä vastaa noin 1 600 - 160 000 Hiroshiman kokoista atomipommia (räjähtävän energian ollessa 15 kilotonnia), joten mitään ei ole nano näistä koronaalisista räjähdyksistä! Mutta verrattuna tavanomaisiin röntgenlamppuään, aurinko tuottaa ajoittain kokonaisenergian ollessa 6 x 1025 Joules (yli 100 miljardia atomipommia), näet kuinka nanosoihdut saavat nimensä ...
Alkuperäinen lähde: NASA
