Heliofizycy, czyli naukowcy zajmujący się badaniem Słońca, postanowili podjąć się próby odpowiedzenia na pytanie dlaczego najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca jest tak niewiarygodnie gorąca. Wystarczy tutaj przypomnieć, że właśnie tam, w koronie Słońca temperatura osiąga ponad dwa miliony stopni Celsjusza, tymczasem rzeczywista temperatura na powierzchni Słońca to jedynie kilka tysięcy stopni Celsjusza. Trzeba przyznać, że jest to nieintuicyjne. To zupełnie tak jak gdybyśmy oddalając się od ogniska rejestrowali coraz wyższą temperaturę. Nie tak to powinno wyglądać.
Czytaj także: Korona słoneczna jeszcze nigdy nie była tak wyraźna. Sonda Solar Orbiter wykonała historyczne zdjęcie
Aby spróbować odpowiedzieć na to pytanie na przestrzeni ponad dwóch lat od 2020 do 2022 roku rzesza studentów pierwszego i drugiego roku Uniwersytetu Kolorado w Boulder przeanalizowała szczegółowe dane dotyczące ponad 600 prawdziwych rozbłysków słonecznych, czyli zdarzeń, w których w koronie słonecznej dochodzi do gwałtownego uwolnienia potężnych ilości energii. Badania zajęły autorom i studentom łącznie blisko 56 000 godzin pracy. Wyniki tejże tytanicznej pracy opublikowano na początku maja w periodyku naukowym The Astrophysical Journal.
Nanorozbłyski nie ogrzewają atmosfery Słońca
Odpowiedź jest zaskakująca: rozbłyski słoneczne mogą nie mieć nic wspólnego z „dogrzewaniem” korony słonecznej, choć tak się powszechnie przyjmowało. Część naukowców podejrzewa, że za wysokie temperatury korony słonecznej odpowiadać mogą bardzo małe rozbłyski, których aktualnie nie jesteśmy w stanie wykryć nawet za pomocą najbardziej zaawansowanych teleskopów słonecznych. Jeżeli faktycznie takie rozbłyski istnieją, to może być ich bardzo dużo w całej sferze otaczającej Słońce, którego średnica to prawie 1,4 miliona kilometrów. Gdyby się okazało, że występują one powszechnie wokół Słońca, to mogą się one sumować i skutecznie podgrzewać atmosferę gwiazdy. Wyniki uzyskane przez studentów zdają się przeczyć takiej teorii. Dlatego, choć niechętnie, naukowcy muszą skierować swoje podejrzenia na inne mechanizmy zachodzące w atmosferze Słońca.
Warto tutaj wspomnieć, że do całego projektu badawczego nie doszłoby, gdyby nie pandemia COVID-19. Heather Lewandowski wykładająca na Uniwersytecie Kolorado przedmiot Fizyka doświadczalna została postawiona przed trudnym zadaniem. Wszyscy studenci przeszli na nauczanie zdalne i przeprowadzanie jakichkolwiek eksperymentów w budynkach uczelni stało się niemożliwe. To właśnie w tym momencie pojawił się pomysł zaangażowania studentów do rozwiązywania realnych problemów badawczych i pracy nad pierwszym artykułem naukowym. Rozbłyski słoneczne, które chodziły już po głowie naukowczyni wydawały się doskonałym tematem pracy dla dwóch roczników, szczególnie że dane dotyczące setek rozbłysków, do których doszło w latach 2011-2018 były już zebrane i wymagały jedynie gruntownej analizy.
Plan był prosty. Naukowcy chcieli sprawdzić jak zachowują się potencjalne nanorozbłyski słoneczne, bazując na danych dotyczących fizyki większych rozbłysków obserwowanych przecież przez ostatnie kilkadziesiąt lat.
Studenci biorący udział w badaniu zostali podzieleni na kilkuosobowe grupy, z których każda analizowała jeden normalny rozbłysk, który musiała przeanalizować w trakcie semestru. Wykonując żmudne obliczenia studenci starali się ustalić ile ciepła taki rozbłysk jest w stanie dostarczyć do atmosfery słonecznej.
Analiza wyników uzyskanych przez wszystkich studentów biorących udział w projekcie dała jasny wynik: nawet jeżeli w atmosferze Słońca dochodzi do niezliczonych nanorozbłysków, które wciąż wymykają się współczesnym teleskopom słonecznych, to wszystkie te rozbłyski nie byłyby w stanie podgrzać atmosfery Słońca do obserwowanych temperatur rzędu milionów stopni Celsjusza. Zatem najpopularniejsza teoria tłumacząca to fascynujące zjawisko stała się właśnie znacznie mniej prawdopodobna. Naukowcy dowiedzieli się zatem, że muszą szukać zupełnie gdzie indziej. Zabawa w chowanego ze Słońcem trwa w najlepsze.