Paradoks gorącej korony. Dlaczego atmosfera Słońca jest tak rozgrzana?
Jedna z najbardziej uporczywych zagadek związanych ze Słońcem dotyczy jego temperatury. Logika podpowiada, że im dalej od źródła ciepła, tym powinno być chłodniej. W przypadku naszej gwiazdy jest dokładnie odwrotnie. Podczas gdy widoczna powierzchnia, fotosfera, ma „zaledwie” około 5500 stopni Celsjusza, otaczająca ją korona rozgrzewa się do przerażających ponad miliona stopni. To tak, jakbyśmy oddalali się od ogniska, doświadczając jednoczesnego wzrostu temperatury i to na ogromną skalę. Mechanizmem napędzającym to zjawisko są prawdopodobnie skomplikowane interakcje między plazmą a polami magnetycznymi Słońca, które nieustannie się skręcają i przełączają. Zrozumienie tego procesu ma bezpośrednie przełożenie na nasze bezpieczeństwo, ponieważ burze słoneczne i koronalne wyrzuty masy mogą poważnie zakłócić pracę satelitów, systemów nawigacyjnych, a nawet sieci energetycznych na Ziemi.
Czytaj też: Sześć potężnych rozbłysków na Słońcu. Jeden z nich okazał się najsilniejszym od trzech dekad
Jedną z rzeczy, na których nam zależy jako społeczeństwu rozwijającemu się technologicznie, jest to, jak wpływa na nas Słońce, gwiazda, z którą żyjemy – podkreśla Kristopher Klein z Uniwersytetu Arizony
Nowe narzędzie ALPS
Przełomu w interpretacji danych z Parker Solar Probe dokonał zespół pod kierownictwem Kleina, opracowując zaawansowane narzędzie obliczeniowe ALPS (Arbitrary Linear Plasma Solver). Jego siła polega na tym, iż nie próbuje wtłoczyć rzeczywistych pomiarów w sztywne ramy teoretycznych modeli. Zamiast tego analizuje surowe dane o rozkładach cząstek, jakie faktycznie zarejestrowała sonda. To fundamentalna zmiana podejścia. Wyniki były zaskakujące. Okazało się, że cząstki wiatru słonecznego ochładzają się po opuszczeniu Słońca znacznie wolniej, niż sądzono. Naukowcy zaobserwowali zjawisko, które określili jako „tłumienie”, a jego intensywność jest silnie zależna od konkretnych warunków. W niektórych przypadkach tempo ogrzewania protonów spadło nawet o 24%, podczas gdy dla innych rodzajów fal zaobserwowano wzrost współczynnika wzrostu o 61%. Te liczby, choć techniczne, są jak brakujące puzzle w obrazku energetycznej wymiany w heliosferze.
Dzięki tym nowym pomiarom i obliczeniom przepisujemy nasze rozumienie sposobu, w jaki energia przemieszcza się przez zewnętrzną atmosferę Słońca – dodaje Klein
Wnioski sięgające daleko poza Układ Słoneczny
Odkrycia te mają znaczenie wykraczające poza lokalne badanie pogody kosmicznej. Procesy zachodzące w plazmie wiatru słonecznego są uniwersalne. Podobne mechanizmy mogą rządzić zachowaniem materii w dyskach otaczających czarne dziury, w pobliżu gwiazd neutronowych czy w obłokach międzygwiazdowych. Zrozumienie, jak energia jest transportowana i rozpraszana tuż pod naszym nosem, daje nam więc klucz do odczytania zjawisk w najdalszych zakątkach kosmosu.
Czytaj też: Zagadkowa otoczka wokół martwej gwiazdy. Naukowcy nie wiedzą, skąd się wzięła
Misja Parker Solar Probe, finansowana przez NASA przy wsparciu międzynarodowych instytucji, wciąż trwa. Każde kolejne, coraz bliższe przejście przez atmosferę Słońca przynosi nowe dane. To, co obserwujemy, to stopniowe, metodyczne odsłanianie tajemnic gwiazdy, od której zależymy. Takie mozolne układanie elementów gigantycznej układanki powinno w ostateczności pozwolić na pełne zrozumienie procesów koronalnych.