Atmosfera Słońca jest bardziej rozległa niż dotąd uważano. Okazuje się, że materia słoneczna tworzy całość aż do 8 mln km od powierzchni naszej gwiazdy.

Korona Słońca

Korona, czyli atmosfera Słońca to ogromna strefa cząstek słonecznych, w której przebiega mnóstwo oddziaływań pola magnetycznego, zachodzą rozbłyski i wybuchy i buzują gigantyczne ilości materii. Dzięki obserwacjom pary sond NASA STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) naukowcy odkryli, że korona jest większa niż dotąd sądzono. Rozciąga się na odległość nieco ponad 8 mln km od powierzchni naszej gwiazdy, co odpowiada mniej więcej 12 słonecznym promieniom.

 

Fale dźwięków, których nie słyszymy

Sondy STEREO dostarczyły pierwszych bezpośrednich pomiarów wewnętrznej granicy heliosfery – gigantycznej bańki słabo wypełnionej słonecznymi cząstkami, otaczającej Słońce wraz z wszystkimi jego planetami. Połączenie tych danych z pomiarami dokonanymi przez sondę Voyager 1 już za granicą heliosfery pozwoliło dokładniej ustalić, jak daleko się ona rozciąga.

 

– Prześledziliśmy przechodzenie fal z rodzaju fal dźwiękowych przez zewnętrzne obszary korony i wykorzystaliśmy to do zmapowania atmosfery – powiedział Craig DeForest z Southwest Research Institute w Boulder. – Ze względu na panujące w kosmosie warunki próżni nie możemy bezpośrednio usłyszeć dźwięków, ale wnikliwa analiza pozwala ustalić, jak te fale rozchodzą się w koronie – wyjaśnił.

 

Połączona materia faluje

Fale, o których mówił DeForest, zwane magnetosonicznymi (magnetoakustycznymi) to hybrydy fal dźwiękowych i magnetycznych zwanych falami Alfvena. W przeciwieństwie do fal dźwiękowych na Ziemi, które oscylują kilkaset razy na sekundę, fale te oscylują mniej więcej raz na cztery godziny i osiągają długości równe około 10 długościom tych ziemskich.

Śledząc fale magnetosoniczne, DeForest i jego zespół odkryli, ze materia słoneczna utrzymuje łączność na bardzo rozległym obszarze. Potężne burze albo koronalne wyrzuty masy zachodzące nawet do 8 mln km od powierzchni Słońca mogą wywoływać falowanie i  „marszczenie” odczuwalne w całej koronie. Za granicą 8 mln km jednak materia słoneczna tworzy strumienie przepływu zwane wiatrem słonecznym i pozostaje oddzielona od gwiazdy, więc jej ruch już nie wpływa na koronę.

Obserwacje sond STEREO, które pozwoliły naukowcom ustalić zewnętrzną granicę korony słonecznej. Ciemne okręgi na zdjęciach zasłaniają samo Słońce, żeby silny blask nie uszkodził czułych instrumentów

Obserwacje sond STEREO, które pozwoliły naukowcom ustalić zewnętrzną granicę korony słonecznej. Ciemne okręgi na zdjęciach zasłaniają samo Słońce, żeby silny blask nie uszkodził czułych instrumentów

 

Temperatura korony

Jedną z największych zagadek naszego Słońca jest temperatura jego korony, która sięga kilku milionów stopni Celsjusza. Do teraz nie mamy dobrego modelu tłumaczącego to zjawisko. Najnowsze obserwacje wykonane przez sondę NASA o nazwie Solar Dynamics Observatory (SDO) mogą pomóc wyjaśnić tę zagadkę.

Naukowcy konstruowali różne modele zewnętrznych warstw naszej dziennej gwiazdy i sugerowali, że koronę mogą podgrzewać fale poruszające się z ogromnymi prędkościami. Problem w tym, że jak dotychczas fale te widziano tylko w symulacjach komputerowych, a nie w realnym świecie.

Sytuacja zmieniła się, gdy na scenie pojawił się SDO z instrumentem Atmospheric Imaging Assembly (AIA), który jest w stanie obserwować całą tarczę Słońca w siedmiu długościach fali rozciągających się od zakresu optycznego do ultrafioletu i wykonywać jej zdjęcia z dużą rozdzielczością czasową.

Grupa astronomów kierowana przez Wei Liu ze Stanford University, w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”, opublikowała właśnie wyniki takich obserwacji. Okazuje się, że gdy na Słońcu obserwuje się wybuch, jego energia przenosi się częściowo do otaczającej go plazmy i propaguje się w postaci fal magnetosonicznych, które są mieszaniną fal dźwiękowych i magnetycznych fal Alfvena. Fale te osiągają ogromne prędkości rzędu 1000-2000 kilometrów na sekundę. Tak ogromna energia może być przekazywana koronie i być odpowiedzialna za jej grzanie do dużych temperatur.

To jednak nie koniec problemu, bo obserwowane fale są związane z wybuchami, które pojawiają się sporadycznie. Korona jest grzana przez cały czas, musi więc istnieć jeszcze inny mechanizm, którego natury jeszcze nie znamy.

 

Źródło: tvnmeteo.pl, NASA, NOAA, www.naukawpolsce.pap.pl 

Polecane: