Αν και άνω των 40 ετών, το Ηλιακό Τηλεσκόπιο Dunn στο Sunspot, στο Νέο Μεξικό δεν πρόκειται να εξετάσει πρόωρη συνταξιοδότηση. Το FIRS παρέχει ταυτόχρονη φασματική κάλυψη σε ορατά και υπέρυθρα μήκη κύματος μέσω της χρήσης ενός μοναδικού φασματογράφου διπλής όπλισης. Χρησιμοποιώντας προσαρμοστικά οπτικά για να ξεπεράσουν τις ατμοσφαιρικές συνθήκες «όρασης», η ομάδα ανέλαβε επτά ενεργές περιοχές στον Ήλιο - μία το 2001 και έξι κατά το Δεκέμβριο 2010 έως τον Δεκέμβριο του 2011 - καθώς ο κύκλος 23 του Sunspot εξασθενεί. Το πλήρες δείγμα ηλιακής κηλίδας έχει 56 παρατηρήσεις από 23 διαφορετικές ενεργές περιοχές… και έδειξε ότι το υδρογόνο μπορεί να δράσει ως ένας τύπος συσκευής διάχυσης ενέργειας που βοηθά τον Ήλιο να πάρει μαγνητική πρόσφυση στα σημεία του.
«Πιστεύουμε ότι το μοριακό υδρογόνο παίζει σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό και την εξέλιξη των ηλιακών κηλίδων», δήλωσε η Dr. Sarah Jaeggli, πρόσφατη απόφοιτος του Πανεπιστημίου της Χαβάης στο Manoa, της οποίας η διδακτορική έρευνα αποτέλεσε βασικό στοιχείο των νέων ευρημάτων. Διενήργησε την έρευνα με τον Δρ. Ο Haosheng Lin, επίσης από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Manoa, και ο Han Uitenbroek του Εθνικού Ηλιακού Παρατηρητηρίου στο Sunspot, NM. Ο Jaeggli είναι τώρα μεταδιδακτορικός ερευνητής στο ηλιακό συγκρότημα στο Montana State University. Το έργο τους δημοσιεύεται στο τεύχος της 1ης Φεβρουαρίου 2012 Η Αστροφυσική Εφημερίδα.
Δεν χρειάζεται να είστε ηλιακός φυσικός για να μάθετε για τον 11χρονο κύκλο του Ήλιου ή για να καταλάβετε πώς οι ηλιακές κηλίδες είναι πιο δροσερές περιοχές έντονου μαγνητισμού. Είτε το πιστεύετε είτε όχι, ακόμη και οι επαγγελματίες δεν είναι αρκετά σίγουροι για το πώς λειτουργούν όλοι οι μηχανισμοί… ειδικά εκείνοι που προκαλούν περιοχές σχηματισμού ηλιακής κηλίδας που καθυστερούν τις κανονικές κινήσεις κίνησης. Από τα πράγματα που έχουμε μάθει, η εσωτερική θερμοκρασία του σημείου έχει συσχέτιση με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου - με απότομη άνοδο καθώς η θερμοκρασία κρυώνει. «Αυτό το αποτέλεσμα είναι περίεργο», έγραψαν η Jaeggli και οι συνεργάτες της. Υπονοεί κάποιο μη ανακάλυπτο μηχανισμό μέσα στο σημείο.
Μια θεωρία είναι ότι τα άτομα υδρογόνου που συνδυάζονται σε μόρια υδρογόνου μπορεί να είναι υπεύθυνα. Όσο για τον Ήλιο μας, η πλειοψηφία του υδρογόνου είναι ιονισμένα άτομα, επειδή η μέση επιφανειακή θερμοκρασία εκτιμάται στα 5780K (9944 βαθμούς F). Ωστόσο, δεδομένου ότι το Sol θεωρείται «δροσερό αστέρι», οι ερευνητές έχουν βρει ενδείξεις μορίων βαρέων στοιχείων στο ηλιακό φάσμα - συμπεριλαμβανομένων των εκπληκτικών υδρατμών. Αυτού του είδους τα ευρήματα θα μπορούσαν να αποδείξουν ότι οι ομπρικές περιοχές θα μπορούσαν να επιτρέψουν στα μόρια υδρογόνου να συνδυαστούν στα επιφανειακά στρώματα - μια πρόβλεψη του 5% που έγινε από τον αείμνηστο καθηγητή Per E. Maltby και συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Όσλο. Αυτός ο τύπος αλλαγής θα μπορούσε να προκαλέσει δραστικές δυναμικές αλλαγές όσον αφορά την πίεση του αερίου.
«Ο σχηματισμός ενός μεγάλου κλάσματος μορίων μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στις θερμοδυναμικές ιδιότητες της ηλιακής ατμόσφαιρας και στη φυσική των ηλιακών κηλίδων», έγραψε ο Jaeggli.
Με άμεσες μετρήσεις πέρα από τις τρέχουσες δυνατότητές μας, η ομάδα στη συνέχεια μέτρησε έναν πληρεξούσιο - τη ρίζα υδροξυλίου που αποτελείται από ένα άτομο το καθένα από υδρογόνο και οξυγόνο (ΟΗ). Σύμφωνα με το Εθνικό Ηλιακό Παρατηρητήριο, «το ΟΗ αποσυντίθεται (διασπάται σε άτομα) σε ελαφρώς χαμηλότερη θερμοκρασία από το Η2, που σημαίνει ότι το Η2 μπορεί επίσης να σχηματιστεί σε περιοχές όπου υπάρχει ΟΗ. Συμπτωματικά, μία από τις υπέρυθρες φασματικές γραμμές της είναι 1565,2nm, σχεδόν η ίδια με τη γραμμή σιδήρου 1565nm, που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του μαγνητισμού σε ένα σημείο και μία από τις γραμμές FIRS έχει σχεδιαστεί για να παρατηρήσει. "
Συνδυάζοντας τόσο παλιά όσο και νέα δεδομένα, η ομάδα μέτρησε μαγνητικά πεδία μεταξύ των ηλιακών κηλίδων και της έντασης ΟΗ μέσα σε κηλίδες, κρίνοντας τις συγκεντρώσεις H2. «Βρήκαμε στοιχεία ότι σημαντικές ποσότητες μορίων υδρογόνου σχηματίζονται σε ηλιακές κηλίδες που μπορούν να διατηρήσουν μαγνητικά πεδία ισχυρότερα από 2.500 Gauss», σχολίασε ο Jaeggli. Είπε επίσης ότι η παρουσία της οδηγεί σε μια προσωρινή «δραπέτη» εντατικοποίηση του μαγνητικού πεδίου.
Όσον αφορά την ανατομία μιας ηλιακής κηλίδας, η μαγνητική ροή αναβλύζει από το εσωτερικό του Ήλιου και επιβραδύνει την επιφανειακή μεταφορά - η οποία με τη σειρά της σταματά το ψυχρότερο αέριο που έχει εκπέμψει τη θερμότητα του στο διάστημα. Από εκεί, δημιουργείται μοριακό υδρογόνο, μειώνοντας τον όγκο. Επειδή είναι πιο διαφανές από το ατομικό του, η ενέργειά του εκπέμπεται επίσης στο διάστημα επιτρέποντας στο αέριο να κρυώσει ακόμη περισσότερο. Σε αυτό το σημείο το θερμό αέριο που τροφοδοτείται από τη ροή συμπιέζει την ψυχρότερη περιοχή και εντείνει το μαγνητικό πεδίο. «Τελικά εξέρχεται, εν μέρει από ενέργεια που εκπέμπεται από το περιβάλλον αέριο. Διαφορετικά, το σημείο θα μεγάλωνε χωρίς όρια. Καθώς το μαγνητικό πεδίο εξασθενεί, τα μόρια Η2 και ΟΗ θερμαίνονται και αποσυντίθενται πίσω στα άτομα, συμπιέζοντας τις υπόλοιπες δροσερές περιοχές και διατηρώντας το σημείο από την κατάρρευση. "
Προς το παρόν, η ομάδα παραδέχεται ότι απαιτείται επιπλέον μοντελοποίηση υπολογιστών για την επικύρωση των παρατηρήσεών τους και ότι οι περισσότερες από τις ενεργές περιοχές μέχρι στιγμής ήταν ήπιες. Ελπίζουν ότι ο Sunspot Cycle 24 θα τους δώσει περισσότερα καύσιμα για να είναι «δροσεροί»…
Πρωτότυπη Πηγή Ιστορίας: Δελτίο Τύπου του Εθνικού Ηλιακού Παρατηρητηρίου.
