Buclele coronale, structurile elegante și strălucitoare care trec prin suprafața solară și în atmosfera solară, sunt esențiale pentru a înțelege de ce corona este atât de fierbinte. Da, este Soarele și da, este cald, dar atmosfera este de asemenea Fierbinte. Puzzle de ce corona solară este mai fierbinte decât fotosfera Soarelui i-a ținut pe fizicienii solari ocupați de la mijlocul secolului XX, dar cu ajutorul observatorilor moderni și a modelelor teoretice avansate, avem acum o idee destul de bună care este cauza acestui lucru. Deci problema este rezolvată? Nu chiar…
Deci de ce sunt fizicienii solari atât de interesați de corona solară? Pentru a răspunde la asta, voi extrage un extras din primul meu articol din Space Magazine:
…măsurătorile particulelor coronale ne spun că atmosfera Soarelui este de fapt mai caldă decât suprafața Soarelui. Gândirea tradițională ar sugera că acest lucru este greșit; s-ar încălca tot felul de legi fizice. Aerul din jurul unui bec nu este mai fierbinte decât becul în sine, căldura unui obiect va scădea cu cât măsurați temperatura (evident, într-adevăr). Dacă îți este frig, nu te îndepărtezi de foc, te apropii de el! - din „Hinode Discovers Sun's Sparkle Hidden”, Space Magazine, 21 decembrie 2007
Aceasta nu este doar o curiozitate academică. Vremea spațială provine din corona solară inferioară; înțelegerea mecanismelor din spatele încălzirii coronare are implicații largi pentru a prezice raze solare energetice (și dăunătoare) și prognozarea condițiilor interplanetare.
Așadar, problema încălzirii coronale este o problemă interesantă, iar fizicienii solari sunt fierbinți pe urmele răspunsului la motivul pentru care corona este atât de fierbinte. Buclele coronale magnetice sunt centrale pentru acest fenomen; ele sunt la baza atmosferei solare și experimentează o încălzire rapidă cu un gradient de temperatură de la zeci de mii de Kelvin (în cromosferă) la zeci de milioane de Kelvin (în corona) pe o distanță foarte scurtă. Gradientul de temperatură acționează pe o regiune subțire de tranziție (TR), care variază în grosime, dar poate avea doar câteva sute de kilometri grosimi în locuri.
Aceste bucle luminoase de plasmă solară fierbinte pot fi ușor de observat, dar există multe discrepanțe între observarea coronei și teoria coronală. Mecanismul (mecanismele) responsabile de încălzirea buclelor s-au dovedit a fi greu de identificat, în special atunci când încercați să înțelegeți dinamica buclelor coronale „temperaturii intermediare” (de exemplu, „calde”) cu plasmă încălzită la aproximativ un milion de Kelvin. Ne apropiem tot mai mult de soluționarea acestui puzzle care va ajuta predicțiile meteorologice spațiale de la Soare pe Pământ, dar trebuie să ne gândim de ce teoria nu este aceeași cu ceea ce vedem.
Fizicienii solari sunt împărțiți pe acest subiect de ceva timp. Plasma cu buclă coronală este încălzită prin evenimente de reconectare magnetică intermitentă pe toată lungimea unei bucle coronale? Sau sunt încălzite printr-o altă încălzire constantă foarte scăzută în corona? Sau este un pic din ambele?
De fapt, am petrecut patru ani luptându-mă cu această problemă, în timp ce lucram cu Grupul Solar de la Universitatea din Țara Galilor, Aberystwyth, dar am fost de partea „încălzirii constante”. Există mai multe posibilități atunci când se iau în considerare mecanismele din spatele încălzirii coronale constante, aria mea de studiu specială a fost producția de undă Alfvén și interacțiunea undă-particule (auto-promovare nerușinată ... teza mea din 2006: Bucle coroniale calme încălzite de turbulență, doar în cazul în care aveți un week-end plictisitor, plictisitor).
James Klimchuk de la Laboratorul de fizică solară al Centrului de zbor Goddard din Greenbelt, Md., Ia o altă opinie și favorizează mecanismul de încălzire impulsiv, nanoflare, dar este foarte conștient de faptul că pot intra în joc și alți factori:
“În ultimii ani a devenit clar că încălzirea coronală este un proces extrem de dinamic, dar inconsecvențele dintre observații și modelele teoretice au fost o sursă majoră de arsuri la stomac. Am descoperit acum două soluții posibile la această dilemă: energia este eliberată impulsiv cu amestecul potrivit de accelerare a particulelor și încălzire directă, sau energia este eliberată treptat foarte aproape de suprafața solară.”- James Klimchuk
Nanoflares se anticipează că vor menține bucle coronale calde la un milion de Kelvin destul de constant. Știm că buclele au această temperatură, deoarece emit radiații în lungimile de undă ultraviolete extreme (EUV), iar o serie de observatoare au fost construite sau trimise în spațiu cu instrumente sensibile la această lungime de undă. Instrumente bazate pe spațiu, cum ar fi EUV Imaging Telescope (EIT; la bordul NASA / ESA Observatorul solar și heliosferic), NASA Regiunea de tranziție și Exploratorul coronal (URMĂ), și recent operațional japonez Hinode misiunea au avut toate succesele lor, dar multe descoperiri ale buclei coronale au avut loc după lansarea URMĂ În 1998. Nanoflares sunt foarte greu de observat direct, deoarece apar pe scări spațiale atât de mici, încât nu pot fi rezolvate prin instrumentația actuală. Cu toate acestea, suntem aproape și există o urmă de dovezi coronale care indică aceste evenimente energetice.
“Nanoflares își poate elibera energia în moduri diferite, inclusiv accelerarea particulelor, iar acum înțelegem că amestecul potrivit de accelerare a particulelor și încălzire directă este o modalitate de a explica observațiile.”- Klimchuk.
Încet, dar sigur, modelele teoretice și observația se reunesc și se pare că după 60 de ani de încercări, fizicienii solari sunt aproape de a înțelege mecanismele de încălzire din spatele coronei. Analizând modul în care nanoflares și alte mecanisme de încălzire se pot influența reciproc, este foarte probabil ca mai mult de un mecanism de încălzire coronal să fie în joc ...
Deoparte: În afara interesului, nanoflares vor apărea la orice altitudine de-a lungul buclei coronale. Deși pot fi chemați nanoflares, conform standardelor Pământului, sunt explozii uriașe. Nanoflares eliberează o energie de 1024-1026 erg (adică 1017-1019 Jouli). Acesta este echivalentul a aproximativ 1.600 - 160.000 de bombe atomice de dimensiunea Hiroshima (cu energia explozivă de 15 kilotone), deci nu este nimic nano despre aceste explozii coronale! Dar, în comparație cu raze X standard, Soarele generează din când în când cu o energie totală de 6 × 1025 Joules (peste 100 de miliarde de bombe atomice), puteți vedea cum nanopoftele își iau numele ...
Sursa originală: NASA
