Koronalne zanke, elegantne in svetle strukture, ki se vijejo skozi sončno površino in v sončno atmosfero, so ključne za razumevanje, zakaj je korona tako vroča. Da, sonce je in ja, vroče je, a vzdušje je tudi vroče. Uganka o tem, zakaj je sončna korona bolj vroča od fotosfere Sončeve, je sončne fizike zaposlila od sredine dvajsetega stoletja, toda s pomočjo sodobnih opazovalnic in naprednih teoretičnih modelov imamo zdaj precej dobro predstavo, kaj povzroča to. Je torej težava rešena? Ne čisto…
Zakaj torej sončni fiziki tako zelo zanimajo sončno korono? Če želite odgovoriti na to, bom narisal odlomek iz mojega prvega članka v vesolju:
…meritve koronskih delcev nam povedo, da je ozračje Sonca pravzaprav bolj vroče kot površina Sonca. Tradicionalno razmišljanje bi nakazovalo, da je to narobe; kršili bi vse vrste fizičnih zakonov. Zrak okoli žarnice ni bolj vroč od žarnice, toplota predmeta pa se bo zmanjšala, kolikor boste izmerili temperaturo (očitno res). Če vas zebe, se ne odmaknete od ognja, približajte se mu! - iz "Hinode Discovers Sun's Skrid Sparkle", Space Magazine, 21. decembra 2007
To ni le akademska radovednost. Vesoljsko vreme izvira iz spodnje sončne korone; Razumevanje mehanizmov za kronično ogrevanje ima velike posledice za napovedovanje energijskih (in škodljivih) sončnih žarkov in napovedovanje medplanetarnih razmer.
Torej, težava s koronskim ogrevanjem je zanimiva težava in sončni fiziki so vroči na sled odgovora, zakaj je korona tako vroča. Magnetne koronalne zanke so osrednjega pomena za ta pojav; so na vznožju sončne atmosfere in doživljajo hitro segrevanje s temperaturnim gradientom od več deset tisoč Kelvin (v kromosferi) do več deset milijonov Kelvinov (v koroni) na zelo kratki razdalji. Temperaturni gradient deluje čez tanko prehodno območje (TR), ki se razlikuje v debelini, vendar je ponekod lahko debel le nekaj sto kilometrov.
Te svetle zanke vroče sončne plazme je morda enostavno opaziti, vendar obstaja veliko razhajanj med opazovanjem korone in teorijo koronal. Izkazalo se je, da je mehanizme, ki so odgovorni za ogrevanje zank, težko pritrditi, zlasti pri poskusu razumevanja dinamike "vmesne temperature" ("tople") kronične zanke s plazmo, segreto na približno milijon Kelvinov. Bližimo se reševanju te sestavljanke, ki bo pripomogla k vesoljskim napovedom vremena od Sonca do Zemlje, vendar moramo ugotoviti, zakaj teorija ni enaka tistemu, kar vidimo.
Sončni fiziki so na to temo razdeljeni že nekaj časa. Ali se plazma koronalne zanke segreva z vmesnimi dogodki magnetne ponovne povezave po celotni dolžini koronalne zanke? Ali pa jih segreva neko drugo stalno segrevanje zelo malo v koroni? Ali pa je malo obojega?
V resnici sem se štiri leta boril s tem vprašanjem, medtem ko sem sodeloval s skupino Solar na Univerzi v Walesu v Aberystwythu, vendar sem bil na strani "stalnega ogrevanja". Ob upoštevanju mehanizmov za stalno koronalno segrevanje obstaja več možnosti, moje posebno področje študija sta bila Alfvénova izdelava valov in interakcije med valovi in delci (brezsramna samopromocija ... moja diplomska naloga iz leta 2006: Tihe koronalne zanke, ki jih ogreva turbulenca, samo v primeru, da je pred vami rezervni, dolgočasni vikend).
James Klimchuk iz laboratorija za sončno fiziko centra za vesoljsko letenje Goddard v Greenbeltu, Md., Zavzema drugačno mnenje in podpira nanoflare, impulzivni mehanizem ogrevanja, vendar se zelo zaveda, da lahko pridejo v poštev drugi dejavniki:
“V zadnjih letih je postalo jasno, da je koronalno ogrevanje zelo dinamičen proces, vendar so neskladja med opazovanji in teoretičnimi modeli glavni vir zgage. Zdaj smo odkrili dve možni rešitvi te dileme: energija se sprosti impulzivno s pravo mešanico pospeška delcev in neposrednega segrevanja ali pa se energija sprošča postopoma zelo blizu sončne površine."- James Klimchuk
Napovedujejo, da bodo nanoflare vzdrževale tople koronalne zanke na svojih dokaj enakomernih 1 milijon Kelvinov. Vemo, da je zanka ta temperatura, saj oddajajo sevanje v skrajnih ultravijoličnih (EUV) valovnih dolžinah in v vesolje so zgradili ali poslali številne opazovalnike z instrumenti, občutljivimi na to valovno dolžino. Vesoljski instrumenti, kot je EUV slikovni teleskop (EIT; na krovu NASA / ESA Sončni in heliosferski observatorij), Nasine Prehodna regija in Coronal Explorer (TRACE) in nedavno operiranega Japonca Hinode vsi poslanci so imeli svoje uspehe, vendar so se številni preboji kronalne zanke zgodili po začetku leta 2007 TRACE nazaj v 1998. Nanoflare je zelo težko neposredno opazovati, saj se pojavljajo na tako majhnih prostorskih lestvicah, da jih sedanja instrumentacija ne more razrešiti. Vendar smo blizu in obstaja sled kroničnih dokazov, ki kažejo na te energične dogodke.
“Nanoflares lahko sprošča svojo energijo na različne načine, vključno s pospeševanjem delcev, in zdaj razumemo, da je prava mešanica pospeševanja delcev in neposrednega segrevanja eden od načinov za razlago opazovanj.”- Klimčuk.
Počasi, a zanesljivo se teoretični modeli in opazovanja združujejo in zdi se, da so po 60 letih poskusov sončni fiziki blizu razumevanja ogrevalnih mehanizmov za korono. Če pogledamo, kako lahko nanoplasti in drugi ogrevalni mehanizmi vplivajo drug na drugega, je zelo verjetno, da deluje več kot en koronalni ogrevalni mehanizem ...
Na stran: Nanoflare se lahko pojavijo na kateri koli nadmorski višini vzdolž koronalne zanke. Čeprav jih lahko pokličejo nanoflaresi, po zemeljskih standardih so velike eksplozije. Nanoflares sprošča energijo 1024-1026 erg (to je 1017-1019 Joules). To je ekvivalent približno 1600 do 160 000 atomske bombe Hiroshime (z eksplozivno energijo 15 kiloton), tako da ni ničesar nano o teh koronskih eksplozijah! Toda v primerjavi s standardnimi rentgenskimi žarki Sonce občasno ustvari s skupno energijo 6 × 1025 Joules (več kot 100 milijard atomske bombe), lahko vidite kako nanorakete dobijo ime ...
Originalni vir: NASA
