Έχουμε ένα μυστήριο στα χέρια μας. Ο ήλιος έχει μια λεπτή αλλά εκτεταμένη ατμόσφαιρα που ονομάζεται κορώνα. Και αυτή η κορώνα έχει θερμοκρασία μερικών εκατομμύριο Κέλβιν.
Πώς έχει η κορώνα τόσο υψηλότερη θερμοκρασία από την επιφάνεια;
Όπως είπα, ένα μυστήριο.
One Corona, Hot, παρακαλώ
Όσο παράξενο είναι, δεν θα αισθανόσασταν τη ζέστη της κορώνας αν επρόκειτο να κολυμπήσετε μέσα από αυτό. Δεν είναι απλώς λεπτό, αλλά απίστευτα λεπτό, καταγράφοντας μόλις ένα τρισεκατομμύριο της πυκνότητας της επιφάνειας του ήλιου. Είναι τόσο λεπτό που παρά την υψηλή του θερμοκρασία, που σημαίνει ότι τα μικρά σωματίδια που απαρτίζουν την κορώνα περιστρέφονται με απίστευτες ταχύτητες, υπάρχουν τόσα λίγα σωματίδια στην αρχή που μόλις θα σας χτυπούσαν - και δεν θα καν εγγραφείτε τα καυτά ψηλά.
(Για να είμαστε ξεκάθαροι, η εγγύτητά σας με την ίδια την επιφάνεια του ήλιου σίγουρα θα σας λιώσει ούτως ή άλλως, αλλά δεν θα ήταν λάθος της κορώνας.)
Η ίδια η κορώνα είναι εξαιρετικά μεγάλη, εκτείνοντας εκατομμύρια χιλιόμετρα, διπλασιάζοντας την ακτίνα του ήλιου πέρα από το ορατό δέρμα του. Αλλά και πάλι, επειδή είναι τόσο λεπτό, είναι δύσκολο να το δούμε. Μόνο κατά τη διάρκεια των συνολικών ηλιακών εκλείψεων, όταν το σώμα του φεγγαριού κρύβει τέλεια τον δίσκο του ήλιου, εμφανίζεται η κορώνα σε όλη της τη δόξα, λάμπει με φως από την ηλιακή επιφάνεια που αντανακλά τα μικροσκοπικά σωματίδια που συνθέτουν την ατμόσφαιρα.
Η λεπτομερής εξέταση της κορώνας αποκαλύπτει πολύ περίεργες δομές. Λεπτά σοφιά νήματα, μακρά αδύναμοι βρόχοι και στροβιλισμοί που μοιάζουν με δακτυλικά αποτυπώματα χορεύουν σε όλη την ατμόσφαιρα του ήλιου. Είναι, λοιπόν, προφανώς ένα πολύ ενεργό και περίπλοκο μέρος, το οποίο μπορεί να δώσει ένδειξη για την άθλια υψηλή του θερμοκρασία.
Απόλυτη δύναμη
Υπάρχει μόνο μία πηγή ενέργειας στον ήλιο και αυτή είναι η πυρηνική ενέργεια. Στον βαθύ, πυκνό, ζεστό πυρήνα (ειρωνικά το μόνο μέρος που βελτιώνει τις θερμοκρασίες της κορώνας), οι απίστευτες πιέσεις κατακλύζουν τη φυσική απώθηση του υδρογόνου, συγχωνεύοντάς τις μαζί για να φτιάξουν ήλιο. Η μετατροπή αφήνει λίγη μάζα πίσω, και ως εκ τούτου απελευθερώνει λίγη ενέργεια.
Κάθε μεμονωμένη αντίδραση εκπέμπει λίγο λίγη ενέργεια, αλλά επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία αμέτρητες φορές και καταλήγετε με μια φανταστική, μακράς διάρκειας, ισχυρή πηγή ενέργειας, παρέχοντας όλο το φως για ολόκληρο το ηλιακό σύστημα για δισεκατομμύρια χρόνια.
Και δεδομένου ότι είναι η μόνη πηγή ενέργειας γύρω, κάπως θερμαίνει την κορώνα.
Δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς γιατί η επιφάνεια του ήλιου, που ονομάζεται φωτοσφαίρα, είναι πολύ πιο δροσερή από τον εσωτερικότατο πυρήνα. Σε τελική ανάλυση, αυτή η επιφάνεια εκτίθεται στο σκληρό, κρύο, ψυχρό κενό του εξωτερικού χώρου και διαχωρίζεται από τον πυρήνα θέρμανσης με εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα παχύ, σούπα πλάσματος.
Αλλά αυτή η επιφάνεια είναι ενεργή, ίσως ακόμη περισσότερο από την ταραχώδη κορώνα πάνω από αυτήν. Κόκκοι, ηλιακές κηλίδες, φωτοβολίδες, μαζικές εκτοπίσεις και περισσότερα φυσαλίδες και εκρήγνυνται από το χαοτικό εξωτερικό του ήλιου. Ίσως σε αυτό το καβούρι της επιφάνειας να κρύβει την αινιγματική πηγή της υψηλής θερμοκρασίας της κορώνας.
Κάνοντας το Twist
Έτσι έχουμε μια σχετικά δροσερή αλλά απίστευτα ενεργή ηλιακή επιφάνεια που κάθεται κάτω από την έντονα καυτή κορώνα, και χρειαζόμαστε κάτι για να συνδέσουμε αυτήν τη δραστηριότητα και να τη μετατρέψουμε σε θερμότητα. Ευτυχώς, ο ήλιος είναι μια τεράστια σφαίρα πλάσματος, που σημαίνει ότι είναι ένα μείγμα φορτισμένων σωματιδίων που κινούνται γρήγορα. Και τα φορτισμένα σωματίδια που κινούνται γρήγορα είναι πραγματικά, πολύ καλά στην παραγωγή μαγνητικών πεδίων.
Και τα μαγνητικά πεδία με τη σειρά τους είναι πραγματικά, πολύ καλά στη μετατροπή της δραστηριότητας σε θερμότητα.
Τα ισχυρά μαγνητικά πεδία υπήρξαν από καιρό υποψίες ότι διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη θέρμανση της κορώνας, κάτι που ο Parker Solar Probe στάλθηκε για να εξετάσει με περισσότερες λεπτομέρειες. Και σε μια πρόσφατη εργασία, ερευνητές που χρησιμοποιούν δεδομένα από το Παρατηρητήριο Ηλιακής Δυναμικής έχουν ανακαλύψει άλλους δύο μηχανισμούς για τη θέρμανση της κορώνας με μαγνητικά πεδία.
Μερικές φορές τα μαγνητικά πεδία μπορούν να τυλίγονται γύρω τους, σχηματίζοντας μια σήραγγα (πηγαίνοντας με το δροσερό όνομα επιστημονικής φαντασίας του σωλήνες ροής). Αυτές οι σήραγγες δρουν ως αγωγοί για ακόμη περισσότερη μαγνητική ενέργεια με τη μορφή κρούσεων και κυμάτων για να ταξιδεύουν από τόπο σε τόπο… όπως από την επιφάνεια στην κορώνα.
Μερικές φορές αυτά τα πεδία μπορούν ακόμη και να στριφογυριστούν μεταξύ τους τόσο σφιχτά που κυριολεκτικά σπάνε σαν μια υπερβολική λαστιχένια ζώνη, απελευθερώνοντας όλη αυτή την ενέργεια σε ένα μόνο φλας γνωστό ως μαγνητικό επανσύνδεση.
Εάν αυτοί οι σωλήνες ροής και τα συμβάντα επανασύνδεσης συμβαίνουν αρκετά συχνά και παρέχουν αρκετή ενέργεια, μπορούν να παρέχουν στην κορώνα περισσότερη από αρκετή θερμότητα για να τη διατηρήσουν. Αυτή είναι ακόμα μια ανοιχτή ερώτηση, αλλά με περισσότερες παρατηρήσεις και σκληρή δουλειά, ενδέχεται σύντομα να έχουμε μια σαφή, λεπτομερή εικόνα του περίεργου ηλιακού παζλ.
Διαβάστε περισσότερα: «Στην ταχεία αναγκαστική επανασύνδεση στην κορώνα του Ήλιου για την τοπική θέρμανση»
