Ste že kdaj videli vroč poletni veter, ki piha čez dozorelo pšenico? Če je tako, poznate učinek ripanja. Ta kaskadni učinek imenujemo Alfvénovi valovi.
Zahvaljujoč Nasinemu observatoriju za sončno dinamiko (SDO) smo zdaj lahko videli učinek Alfvénovih valov, spremljali njihovo gibanje in videli, koliko energije se prenaša s seboj. Te nove ugotovitve razsvetljujejo raziskovalce sonca in so morda ključ za dva zagonetna sončna pojava - intenzivno segrevanje korone do približno 20-krat bolj vročega kot Sončeva površina in sončni vetrovi, ki pihajo do 1,5 milijona milj na uro.
"SDO ima neverjetno ločljivost, tako da lahko dejansko vidite posamezne valove," pravi Scott McIntosh iz Nacionalnega centra za atmosferske raziskave v Boulderju, Colo. "Zdaj lahko vidimo, da namesto teh valov ima približno 1000-odstotno potrebno energijo, kot smo prej mislili, ima ekvivalent približno 1100 W žarnice na vsakih 11 kvadratnih metrov Sončeve površine, kar je dovolj za segrevanje sončeve atmosfere in pogon sončnega vetra. "
Kot poudarja McIntosh 28. julija Narava članek, Alfvénovi valovi so precej preprosti. Njihovo gibanje niha navzgor in navzdol po črtah magnetnega polja, podobno kot gibanje vibracije po kitarski struni. Plazemsko polje, ki obdaja Sonce, se giblje v sozvočju s poljskimi črtami. SDO lahko to gibanje "vidi" in spremlja. Čeprav je scenarij veliko bolj zapleten, je razumevanje valov ključno za razumevanje narave povezave Sonce-Zemlja in druga manj jasna vprašanja, na primer, kaj povzroča koronalno ogrevanje in hitrosti sončnega vetra.
"Vemo, da obstajajo mehanizmi, ki oskrbujejo ogromno rezervo energije na sončni površini," pravi vesoljski znanstvenik Vladimir Airapetian iz Nasinega vesoljskega letališkega centra Goddard v Greenbeltu, Md. "Ta energija se črpa v energijo magnetnega polja, prenaša v sončno energijo ozračje in nato sproščeno kot toplota. " Toda o določitvi podrobnosti tega mehanizma se že dolgo razpravlja. Airapetian poudarja, da študija, kakršna je ta, potrjuje, da so Alfvénovi valovi lahko del tega procesa, vendar pa tudi s SDO še nimamo slikovne ločljivosti, da bi jo dokončno dokazali.
Hannes Alfvén je valove prvič teoretiziral leta 1942, vendar so jih šele leta 2007 dejansko opazili. To je dokazalo, da lahko prenašajo energijo s Sončeve površine v atmosfero, vendar je bila energija prešibka, da bi lahko upoštevala visoko toploto korone. Ta študija pravi, da so bile te prvotne številke morda podcenjene. McIntosh je v sodelovanju z ekipo iz Lockheed Martina, norveške univerze v Oslu in belgijske katoliške univerze Leuven, analiziral velika nihanja v filmih iz instrumenta SDO Atmospheric Imagine Assembly (AIA), posnetega 25. aprila 2010. "Naše kodno ime za ta raziskava je bila "The Wiggles", "pravi McIntosh. "Ker filmi resnično izgledajo, kot da bi bilo Sonce povsod in nazaj vihtelo, se je Jell-O vrtelo. Jasno je, da te lasulje nosijo energijo. "
Nato so bili "wiggles" - znani kot spicule - po vzoru Alfvénovih valov in se je izkazalo za dobro ujemanje. Ko je ekipa natančno določena, je lahko analizirala obliko, hitrost in energijo valov. „Sinusoidne krivulje so se odmikale navzven s hitrostjo več kot 30 milj na sekundo in se ponavljale vsakih 150 do 550 sekund. Te hitrosti pomenijo, da bi bili valovi dovolj energijski, da bi pospešili hiter sončni veter in ogrevali tiho korono. " pravi ekipa. „Pomembna je tudi kratkost ponovitve - znana kot obdobje valovanja. Čim krajše je obdobje, lažje je val sprostiti svojo energijo v kronično atmosfero, kar je ključni korak v postopku. "
Po predhodnih podatkih so spicule poskočile na koronalne temperature vsaj 1,8 milijona stopinj Fahrenheita. Združevanje Alfvénovih valov in toplote je morda ravno tisto, kar je potrebno za ohranjanje korone pri trenutni temperaturi…, vendar ne dovolj, da bi povzročilo sevalne eksplozije. "Vedeti, da je v valovih morda dovolj energije, je le polovica problema," pravi Goddardova Airapetičanka. „Naslednje vprašanje je ugotoviti, kakšen del te energije se pretvori v toploto. Lahko bi bilo vse to ali pa bi lahko bilo 20 odstotkov tega, zato moramo vedeti podrobnosti te pretvorbe. "
Več študija? Staviš '. In ekipa SDO je do naloge.
"Še vedno ne razumemo popolnoma procesa, vendar smo vedno boljši in boljši," pravi McIntosh. "Naslednji korak je, da ljudje izboljšajo teorije in modele, da resnično ujamejo bistvo fizike, ki se dogaja."
Prvotni vir zgodb: NASA SDO News.
