W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku naukowym Astrophysical Journal Letters zespół heliofizyków opisał najnowsze informacje naukowe o strukturze magnetycznej Słońca uzyskane za pomocą Teleskopu Słonecznego Daniela K. Inouye (DKIST). Całkiem możliwe, że to właśnie te informacje przybliżą nas o istotny krok do rozwiązania jednej z najtrudniejszych tajemnic naszej gwiazdy dziennej.
Uruchomiony zaledwie w ubiegłym roku teleskop słoneczny DKIST jest najpotężniejszym teleskopem słonecznym na świecie, który już w trakcie pierwszych obserwacji Słońca dostarczył nam fenomenalnego spojrzenia na prawdziwą powierzchnię Słońca. Teraz jednak zebrane za jego pomocą dane pozwoliły badaczom po raz pierwszy przyjrzeć się polu magnetycznemu tzw. cichej powierzchni Słońca. To właśnie te dane pozwalają naukowcom badać transfer energii między poszczególnymi warstwami Słońca.
W ten sposób naukowcy chcą wyjaśnić, z jakiego powodu najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca, tzw. korona, jest setki razy gorętsza niż sama powierzchnia Słońca. Intuicja mówi nam dokładnie coś odwrotnego. Oddalając się od Słońca, powinniśmy rejestrować spadek temperatury, tak samo jak wtedy, gdy oddalamy się od dowolnego źródła ciepła, czy to ogniska, czy palnika kuchenki. Tymczasem powierzchnia Słońca ma temperaturę ok. 5770K, a korona słoneczna blisko dwóch milionów stopni.
Czytaj także: Słońce wygląda jak spod mikroskopu. Niebywałe fotografie pokazują, jak daleko zaszła astronomia
Obserwacje prowadzone za pomocą DKIST pozwoliły heliofizykom ustalić skomplikowaną wężową topologię pola magnetycznego chromosferze, dolnej warstwie atmosfery Słońca. Ustalenie topologii umożliwia naukowcom badanie wszystkich zjawisk energetycznych, które napędzają przepływ plazmy w atmosferze Słońca. To właśnie to zachowanie pola magnetyczne może być odpowiedzialne za rozgrzewanie plazmy do milionów kelwinów. Tutaj warto zauważyć, że to właśnie to pole magnetyczne odpowiada za największe eksplozje w naszym układzie planetarnym, czyli koronalne wyrzuty masy (CME).
Naukowcy od wielu lat zajmują się badaniami wymiany ciepła między koroną a fotosferą Słońca. W większości przypadków badacze skupiali się przede wszystkim na plamach słonecznych, czyli rozległych, namagnetyzowanych obszarach aktywnych na powierzchni Słońca, które teoretycznie mogłyby stanowić obszary transportujące olbrzymie ilości energii z powierzchni Słońca do jego atmosfery. Powstaje jednak pytanie, jak miałoby do tego dochodzić z dala od plam słonecznych, gdzie powierzchnia jest “spokojna”, “cicha”. Takie obszary pokryte są jedynie komórkami konwekcyjnymi, które mają rozmiary zbliżone do rozmiarów Polski czy Francji. Takie komórki jednak mają znacznie słabsze, choć bardziej dynamiczne pole magnetyczne.
Czytaj także: Plama na Słońcu w ciągu 24 godzin znacząco zwiększyła swoje rozmiary! Jest gigantyczna
Dotychczas przyjmowano, że pole magnetycznej w cichych rejonach fotosfery ogranicza się do niewielkich pętli. Dopiero za pomocą teleskopu DKIST naukowcy odkryli pierwsze dowody na istnienie skomplikowanego wzoru orientacji magnetycznej, który swoim kształtem przypomina węża.
Autorzy artykułu wskazują, że im bardziej złożone są zmiany kierunku pola magnetycznego, tym bardziej prawdopodobne jest uwalnianie energii w procesie rekoneksji magnetycznej występującym wtedy, gdy dwa pola magnetyczne skierowane w przeciwnych kierunkach oddziałując na siebie, uwalniają olbrzymie ilości energii. To właśnie ta energia może prowadzić do wydajnego ogrzewania atmosfery Słońca.