Temperatura, która nie dawała spokoju naukowcom
Atmosfera otaczająca Słońce ma temperaturę sięgającą milionów stopni. To liczba, która ostro kontrastuje z ciepłem gromadzącym się na powierzchni gwiazdy – tam słupki rtęci ledwo wspinają się do 6 000 stopni. Ta różnica wciąż stanowi jedną z największych zagadek fizyki słonecznej. Może mieć związek z maleńkimi i niezwykle ulotnymi wyrzutami plazmy (tzw. nanojets), które nieustannie zachodzą w koronie słonecznej.
Do tej pory schwytanie Słońca na „pluciu” tymi drobnymi, ale potężnymi energetycznie strumieniami było dla nauki ogromnym wyzwaniem. Kłopot ten mogli właśnie rozwiązać naukowcy z Instytutu Astrofizyki Wysp Kanaryjskich (IAC), którzy postanowili użyć odrobiny wyobraźni.
Od połowy XX wieku do dziś
Tajemnica różnicy temperatur między tymi dwiema warstwami Słońca pojawiła się w połowie XX wieku, kiedy odkryto, że korona słoneczna osiąga temperatury rzędu milionów stopni. Od tego czasu naukowcy proponowali różne mechanizmy mogące wyjaśnić to zjawisko. Jednym z nich jest uwalnianie energii w całej koronie podczas niewielkich zdarzeń zwanych nanoflare’ami – pomysł sformułowany kilkadziesiąt lat temu przez astrofizyka Eugene’a Parkera.
W ostatnich latach, dzięki misjom kosmicznym takim jak IRIS (NASA) i Solar Orbiter (ESA/NASA), udało się zaobserwować zdarzenia, które przypominają tego typu zjawiska w małej skali.
Nowe odkrycie, nowy problem
Odkrycie postawiło przed naukowcami kolejne wyzwanie: jak wykrywać je na masową skalę. Ponieważ są tak małe i szybkie, wiele z nich wciąż umyka detekcji. Obecne możliwości techniczne pozwalają wprawdzie zidentyfikować najbardziej spektakularne zdarzenia, ale znacznie trudniej wyłapać te, które – zgodnie z teorią – powinny być rozsiane po całej koronie słonecznej.
– Zgodnie z teorią, aby atmosfera słoneczna utrzymywała tak wysoką temperaturę, te nanojets muszą występować jednocześnie na całej powierzchni Słońca – wyjaśnia Daniel Nobrega, badacz z IAC i jeden z sygnatariuszy artykułu ogłaszającego to przełomowe odkrycie.
Z jednej strony obecne satelity kosmiczne nie zawsze mają odpowiednią rozdzielczość do ich wykrycia – problem, który mają rozwiązać przyszłe misje, takie jak MUSE (NASA), której start zaplanowano na 2027 rok. Z drugiej strony naukowcy wciąż nie do końca wiedzą, jakich sygnałów szukać w danych, zwłaszcza gdy te nanojets są tak małe i ulotne, że ledwie zostawiają widoczny ślad.
– Te nanojets są bardzo małe i krótkotrwałe, co utrudnia ich obserwację. Prawdopodobnie występują w znacznie większej liczbie miejsc, niż udało się dotąd wykryć – twierdzi Samrat Sen, badacz z IAC i główny autor badania.
Dwa kluczowe przełomy
Po przeanalizowaniu problemu zespół badaczy z IAC i Universidad de La Laguna (ULL) dostarczył dwóch kluczowych elementów do jego rozwiązania. Po pierwsze, zaproponowali fizyczny mechanizm, który może wyjaśniać, jak powstają te nanojets. Po drugie, opracowali prognozy, które pomogą identyfikować je w przyszłych obserwacjach.
– Najważniejsze to wiedzieć, gdzie szukać. Chcieliśmy stworzyć model, który pozwoli zrozumieć, jak te zjawiska powstają, a stamtąd wyciągnąć wnioski, jakie sygnały powinniśmy obserwować – tłumaczy Nóbrega-Siverio.
Według naukowców te eksplozje energii są efektem procesu zwanego rekoneksją magnetyczną. Dochodzi do niego, gdy dwa pola magnetyczne o przeciwnych kierunkach zderzają się, zrywając swoją strukturę i uwalniając ogromne pokłady zgromadzonej energii. Energia ta wypycha plazmę na zewnątrz w postaci wąskich strumieni (o szerokości około 100 kilometrów), poruszających się z prędkością blisko 100 km/s i trwających zaledwie kilka sekund.
Choć samego procesu rekoneksji magnetycznej nie można zaobserwować bezpośrednio, można wykryć jego skutki w plazmie. – Plazma podąża wzdłuż linii pola magnetycznego, a nasz model pokazuje, jakie sygnały powinny pojawić się w przyszłych obserwacjach, na przykład tych umożliwionych przez misję MUSE – wyjaśnia zespół.
Nowe perspektywy dla astrofizyki
– Te badania otwierają nową ścieżkę do badania dynamiki małoskalowej na Słońcu – mówi główny autor. – Lepiej rozumiejąc, jak oddziałują na siebie struktury magnetyczne, generując te nanojets, robimy ważny krok w kierunku zrozumienia nagrzewania korony słonecznej i, ogólnie rzecz biorąc, tego, w jaki sposób energia magnetyczna uwalniana jest w plazmach astrofizycznych – podsumowuje.
Najświeższe wieści z Wysp Kanaryjskich
Codzienne newsy, alerty pogodowe i praktyczne informacje – prosto z wysp, po polsku. Mieszkamy tu i wiemy co się dzieje, zanim trafi do mediów. Wszystko publikujemy na naszym kanale WhatsApp – bez pośredników, bez algorytmu.
HiperDino sprzedało 7 mln opakowań jajek. Kanaryjczycy wybierają lokalne produkty
Rewolucja słoneczna i wiatrowa na Wyspach Kanaryjskich. Nowy plan naukowców
Targi Książki w Santa Cruz de Tenerife. Ponad 30 stoisk w sercu miasta
Maspalomas stawia na fotowoltaikę: tańsza energia i ekologia
Kanaryjski dylemat mieszkaniowy: kto może kupić dom?
Parking przy Bellas Artes nową przestrzenią kulturalną La Laguny
El Zarcillo: 25 lat kanaryjskiej duszy i wina na Gran Canarii
Plaża San Marcos w Icod de los Vinos ma szansę na ratunek
Patty Mills podbija TikToka i pokazuje Teneryfę od kuchni
