Solar Orbiter nálgast lausn á ráðgátu um kórónu sólar
Sævar Helgi Bragason
20. sep. 2023
Fréttir
Ókyrrð í sólkórónunni virðist valda því að hún er 150 sinnum heitari en yfirborð sólar
Mælingar sem gerðar voru samtímis með tveimur gervitunglum NASA og ESA hafa fært stjarneðlisfræðinga skrefi nær því að leysa áratuga gamla ráðgátu: Hvers vegna er kóróna sólar svona miklu heitara en yfirborð sólarinnar?
Sólin er sveipuð hjúpi sem kallast kóróna. Úr kórónunni streymir sólvindurinn sem veldur norðurljósum. Sólkórónan er úr rafhlöðnum ögnum, rafeindum og róteindum, sem mynda rafgas sem er í kringum milljón gráður á Celsíus. Til samanburðar er ljóshvolfið, yfirborð sólar, aðeins tæplega 6000 gráðu heitt.
Hvers vegna kórónan er 150 sinnum heitari en yfirborðið hefur valdið stjörnufræðingum heilabrotum um áratuga skeið. Kórónan ætti að vera kaldari en yfirborðið því hlutir kólna náttúrulega því fjær sem farið er frá hitauppsprettunni. Því hlýtur að vera einhver óþekktur orkugjafi sem hitar upp kórónuna.
Ýmsar tilgátur hafa verið settar fram en ein þeirra skýrir hitun kórónunnar með einhvers konar ókyrrð sem flytur til orku. Örðugt hefur verið að rannsaka þetta því nær ómögulegt hefur verið að afla nauðsynlegra gagna.
Svo heppilega vill til að í geimnum eru tvö gervitungl að rannsaka sólina um þessar mundir: Annars vegar Solar Orbiter gervitungl ESA og Parker Solar Probe NASA hins vegar.
Þann 1. júní 2022 var afstaða gervitunglanna miðað við sólina hárrétt til að unnt væri að gera mælingar á kórónunni samtímis. Parker Solar Probe var þá nær sólu og innan sjónsviðs Soilar Orbiter og örlítið til hliðar. Gervitunglunum var þá skipað að gera samtímis mælingar á kórónunni og eðlisfræðilegum eiginleikum rafgassins í henni.
Niðurstöðurnar benda til þess að fræðileg líkön um hitun kórónunnar af völdum ókyrrðar séu einmitt að mestu leyti réttar.
Ókyrrðin virðist valda hituninni á ekki ósvipaðan hátt og þegar maður hrærir í kaffibolla, nú eða kakóbolla ef yngri lesendur tengja betur við það. Þegar hrært er í bollanum hreyfist vökvinn handahófskennt. Orkan flyst til yfir á sífellt minni skala og nær hámarki í umbreytingu yfir í hita. Í tilviki sólkórónunnar er vökvinn líka segulmagnaður svo segulorkan umbreytist líka í hita.
Tilfærsla segulorku og hreyfiorku í hita er kjarninn í ókyrrðinni. Á smáum skala víxlverka ókyrrðin við stakar agnir, aðallega róteindir, svo þær hitna.
Ráðgátan er þó ekki að fullu leyst svo þörf er á frekari mælingum og gagnavinnslu. Stjarneðlisfræðingar hafa samt sem áður stigið fyrsta skrefið í að leysa þessa gömlu ráðgátu.
Parker Solar Probe flýgur inn í kórónuskvettu
Fimmta september árið 2022 flaug Parker Solar Probe inn í eina öflugustu kórónuskvettu (Coronal Mass Ejection) sem mælst hefur. Í leiðinni náði gervitunglið að staðfesta kenningu um víxlverkun kórónuskvetta og geimryks frá smástirnum, loftsteinum og halastjörnum.
Kórónuskvettur verða þegar sprengingar verða á sólinni sem feykja gífurlegu magni af rafgasi út í geiminn. Þegar skvetturnar skella á Jörðinni sjást ekki aðeins norðurljós, heldur geta þær slegið út gervitungl og valdið rafmagnsleysi á Jörðinni.
Mælingar Parker Solar Probe sýna að kórónuskvettur verka eins og ryksugur á geimryk. Þær hreinsa rykið burt og ýta utar í sólkerfið. Kórónuskvettan sést á hreyfimyndinni hér undir.
Frétt frá ESA
Solar Orbiter nálgast lausn á ráðgátu um kórónu sólar
Sævar Helgi Bragason 20. sep. 2023 Fréttir
Ókyrrð í sólkórónunni virðist valda því að hún er 150 sinnum heitari en yfirborð sólar
Mælingar sem gerðar voru samtímis með tveimur gervitunglum NASA og ESA hafa fært stjarneðlisfræðinga skrefi nær því að leysa áratuga gamla ráðgátu: Hvers vegna er kóróna sólar svona miklu heitara en yfirborð sólarinnar?
Sólin er sveipuð hjúpi sem kallast kóróna. Úr kórónunni streymir sólvindurinn sem veldur norðurljósum. Sólkórónan er úr rafhlöðnum ögnum, rafeindum og róteindum, sem mynda rafgas sem er í kringum milljón gráður á Celsíus. Til samanburðar er ljóshvolfið, yfirborð sólar, aðeins tæplega 6000 gráðu heitt.
Hvers vegna kórónan er 150 sinnum heitari en yfirborðið hefur valdið stjörnufræðingum heilabrotum um áratuga skeið. Kórónan ætti að vera kaldari en yfirborðið því hlutir kólna náttúrulega því fjær sem farið er frá hitauppsprettunni. Því hlýtur að vera einhver óþekktur orkugjafi sem hitar upp kórónuna.
Ýmsar tilgátur hafa verið settar fram en ein þeirra skýrir hitun kórónunnar með einhvers konar ókyrrð sem flytur til orku. Örðugt hefur verið að rannsaka þetta því nær ómögulegt hefur verið að afla nauðsynlegra gagna.
Svo heppilega vill til að í geimnum eru tvö gervitungl að rannsaka sólina um þessar mundir: Annars vegar Solar Orbiter gervitungl ESA og Parker Solar Probe NASA hins vegar.
Þann 1. júní 2022 var afstaða gervitunglanna miðað við sólina hárrétt til að unnt væri að gera mælingar á kórónunni samtímis. Parker Solar Probe var þá nær sólu og innan sjónsviðs Soilar Orbiter og örlítið til hliðar. Gervitunglunum var þá skipað að gera samtímis mælingar á kórónunni og eðlisfræðilegum eiginleikum rafgassins í henni.
Niðurstöðurnar benda til þess að fræðileg líkön um hitun kórónunnar af völdum ókyrrðar séu einmitt að mestu leyti réttar.
Ókyrrðin virðist valda hituninni á ekki ósvipaðan hátt og þegar maður hrærir í kaffibolla, nú eða kakóbolla ef yngri lesendur tengja betur við það. Þegar hrært er í bollanum hreyfist vökvinn handahófskennt. Orkan flyst til yfir á sífellt minni skala og nær hámarki í umbreytingu yfir í hita. Í tilviki sólkórónunnar er vökvinn líka segulmagnaður svo segulorkan umbreytist líka í hita.
Tilfærsla segulorku og hreyfiorku í hita er kjarninn í ókyrrðinni. Á smáum skala víxlverka ókyrrðin við stakar agnir, aðallega róteindir, svo þær hitna.
Ráðgátan er þó ekki að fullu leyst svo þörf er á frekari mælingum og gagnavinnslu. Stjarneðlisfræðingar hafa samt sem áður stigið fyrsta skrefið í að leysa þessa gömlu ráðgátu.
Parker Solar Probe flýgur inn í kórónuskvettu
Fimmta september árið 2022 flaug Parker Solar Probe inn í eina öflugustu kórónuskvettu (Coronal Mass Ejection) sem mælst hefur. Í leiðinni náði gervitunglið að staðfesta kenningu um víxlverkun kórónuskvetta og geimryks frá smástirnum, loftsteinum og halastjörnum.
Kórónuskvettur verða þegar sprengingar verða á sólinni sem feykja gífurlegu magni af rafgasi út í geiminn. Þegar skvetturnar skella á Jörðinni sjást ekki aðeins norðurljós, heldur geta þær slegið út gervitungl og valdið rafmagnsleysi á Jörðinni.
Mælingar Parker Solar Probe sýna að kórónuskvettur verka eins og ryksugur á geimryk. Þær hreinsa rykið burt og ýta utar í sólkerfið. Kórónuskvettan sést á hreyfimyndinni hér undir.
Frétt frá ESA