Έχετε δει ποτέ τον ζεστό καλοκαιρινό άνεμο να φυσάει μέσα σε ένα σιτάρι που ωριμάζει; Εάν ναι, είστε εξοικειωμένοι με το φαινόμενο κυματισμού. Αυτό το διαδοχικό αποτέλεσμα ονομάζεται κύματα Alfvén.
Χάρη στο Παρατηρητήριο Solar Dynamics (SDO) της NASA, είμαστε πλέον σε θέση να δούμε την επίδραση των κυμάτων Alfvén, να παρακολουθούμε τις κινήσεις τους και να δούμε πόση ενέργεια μεταφέρεται. Αυτά τα νέα ευρήματα έχουν φωτισμένους ηλιακούς ερευνητές και μπορεί να είναι το κλειδί για δύο άλλα αινιγματικά ηλιακά περιστατικά - την έντονη θέρμανση της κορώνας έως περίπου 20 φορές πιο ζεστή από την επιφάνεια του Ήλιου και τους ηλιακούς ανέμους που εκρήγνυνται έως και 1,5 εκατομμύρια μίλια την ώρα.
«Το SDO έχει εκπληκτική ανάλυση, ώστε να μπορείτε να δείτε πραγματικά μεμονωμένα κύματα», λέει ο Scott McIntosh στο Εθνικό Κέντρο Ατμοσφαιρικής Έρευνας στο Boulder, Colo. «Τώρα μπορούμε να δούμε ότι αντί αυτών των κυμάτων να έχουν περίπου το 1000ο της απαιτούμενης ενέργειας όπως πιστεύαμε προηγουμένως, έχει ισοδύναμο περίπου 1100W λαμπτήρα για κάθε 11 τετραγωνικά πόδια της επιφάνειας του Ήλιου, ο οποίος είναι αρκετός για να θερμαίνει την ατμόσφαιρα του Ήλιου και να οδηγεί τον ηλιακό άνεμο. "
Όπως επισημαίνει ο McIntosh στις 28 Ιουλίου Φύση άρθρο, τα κύματα Alfvén είναι αρκετά απλά. Η κίνησή τους κυματίζει πάνω και κάτω από τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου, όπως ο τρόπος με τον οποίο μια δόνηση κινείται κατά μήκος μιας χορδής κιθάρας. Το πεδίο πλάσματος που περιβάλλει τον Ήλιο κινείται σε αρμονία με τις γραμμές του πεδίου. Το SDO μπορεί να "δει" και να παρακολουθήσει αυτήν την κίνηση. Αν και το σενάριο είναι πολύ πιο περίπλοκο, η κατανόηση των κυμάτων είναι το κλειδί για την κατανόηση της φύσης της σύνδεσης Ήλιου-Γης και άλλων λιγότερο σαφών ερωτήσεων, όπως αυτό που προκαλεί τη θέρμανση των στεφανιών και τις ταχύτητες του ηλιακού ανέμου.
«Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν μηχανισμοί που παρέχουν τεράστια δεξαμενή ενέργειας στην επιφάνεια του ήλιου», λέει ο διαστημικός επιστήμονας Vladimir Airapetian στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Goddard της NASA στο Greenbelt, Md. «Αυτή η ενέργεια αντλείται σε ενέργεια μαγνητικού πεδίου, μεταφέρεται στον ήλιο ατμόσφαιρα και στη συνέχεια απελευθερώθηκε ως θερμότητα. " Αλλά ο καθορισμός των λεπτομερειών αυτού του μηχανισμού έχει συζητηθεί εδώ και πολύ καιρό. Η Airapetian επισημαίνει ότι μια μελέτη όπως αυτή επιβεβαιώνει ότι τα κύματα Alfvén μπορεί να είναι μέρος αυτής της διαδικασίας, αλλά ότι ακόμη και με το SDO δεν έχουμε ακόμη την ανάλυση απεικόνισης για να το αποδείξουμε οριστικά.
Ο Χάνες Άλφεν θεωρούσε για πρώτη φορά τα κύματα το 1942, αλλά μόλις το 2007 παρατηρήθηκαν. Αυτό απέδειξε ότι θα μπορούσαν να μεταφέρουν ενέργεια από την επιφάνεια του Ήλιου στην ατμόσφαιρα, αλλά η ενέργεια ήταν πολύ αδύναμη για να εξηγήσει την υψηλή θερμότητα της κορώνας. Αυτή η μελέτη λέει ότι αυτοί οι αρχικοί αριθμοί μπορεί να έχουν υποτιμηθεί. Ο McIntosh, σε συνεργασία με μια ομάδα από το Lockheed Martin, το Πανεπιστήμιο του Όσλο της Νορβηγίας και το Καθολικό Πανεπιστήμιο του Leuven του Βελγίου, ανέλυσαν τις μεγάλες ταλαντώσεις σε ταινίες από το όργανο της Συνέλευσης Ατμόσφαιρας Φαντασίας (AIA) του SDO που συλλήφθηκε στις 25 Απριλίου 2010. Αυτή η έρευνα ήταν «The Wiggles» », λέει ο McIntosh. «Επειδή οι ταινίες μοιάζουν πραγματικά με τον Ήλιο που φτιάχτηκε από Jell-O που κουνάει παντού. Σαφώς, αυτές οι κουνουπιέρες μεταφέρουν ενέργεια. "
Οι «κουνουπιέρες» - γνωστές ως spicules - στη συνέχεια διαμορφώθηκαν κατά των κυμάτων Alfvén και βρέθηκε ότι ήταν ένας καλός αγώνας. Μόλις εντοπιστεί, η ομάδα θα μπορούσε τότε να αναλύσει το σχήμα, την ταχύτητα και την ενέργεια των κυμάτων. «Οι ημιτονοειδείς καμπύλες αποκλίνουν προς τα έξω με ταχύτητες άνω των 30 μιλίων ανά δευτερόλεπτο και επαναλαμβάνονται κάθε 150 έως 550 δευτερόλεπτα. Αυτές οι ταχύτητες σημαίνουν ότι τα κύματα θα ήταν αρκετά ενεργητικά για να επιταχύνουν τον γρήγορο ηλιακό άνεμο και να θερμάνουν την ήσυχη κορώνα. " λέει η ομάδα. «Η βραχύτητα της επανάληψης - γνωστή ως περίοδος του κύματος - είναι επίσης σημαντική. Όσο μικρότερη είναι η περίοδος, τόσο πιο εύκολο είναι το κύμα να απελευθερώσει την ενέργειά του στην στεφανιαία ατμόσφαιρα, ένα κρίσιμο βήμα στη διαδικασία. "
Σύμφωνα με προκαταρκτικά δεδομένα, οι κάψες έπεσαν σε στεφανιαίες θερμοκρασίες τουλάχιστον 1,8 εκατομμυρίων βαθμών Φαρενάιτ. Ο συνδυασμός των κυμάτων και της θερμότητας του Alfvén μπορεί να είναι ακριβώς αυτό που χρειάζεται για να διατηρηθεί η κορώνα στην τρέχουσα θερμοκρασία… αλλά όχι αρκετή για να προκαλέσει εκρήξεις ακτινοβολίας. «Η γνώση ότι υπάρχει αρκετή ενέργεια στα κύματα είναι μόνο το μισό του προβλήματος», λέει ο Airapetian του Goddard. «Η επόμενη ερώτηση είναι να μάθουμε ποιο κλάσμα αυτής της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα. Θα μπορούσε να είναι όλο, ή θα μπορούσε να είναι το 20% - γι 'αυτό πρέπει να γνωρίζουμε τις λεπτομέρειες αυτής της μετατροπής. "
Περισσότερη μελέτη; Είσαι καλά. Και η ομάδα SDO είναι έτοιμη για το έργο.
«Δεν καταλαβαίνουμε ακόμα απόλυτα τη διαδικασία που συνεχίζεται, αλλά έχουμε καλύτερες και καλύτερες παρατηρήσεις», λέει ο McIntosh. "Το επόμενο βήμα είναι οι άνθρωποι να βελτιώσουν τις θεωρίες και τα μοντέλα για να συλλάβουν πραγματικά την ουσία της φυσικής που συμβαίνει."
Αρχική πηγή ιστορίας: NASA SDO News.
