Naukowcy od lat starają się ustalić, dlaczego powierzchnia Słońca jest wiele razy chłodniejsza od oddalonych od Słońca zewnętrznych warstw jego atmosfery. Jakby nie patrzeć, nie ma to przesadnie sensu. To tak jakby oddalając się od ogniska, napotykać na tysiące razy wyższe temperatury od serca ogniska i to jeszcze w ekstremalnie chłodnym otoczeniu.
W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku The Astrophysical Journal badacze starają się rozwiązać tę zagadkę, skupiając się w swoich badaniach na tzw. kinetycznych falach Alfvéna.
Autor opracowania, Syed Ayaza Centrum Plazmy Kosmicznej i Badań Aeronomicznych skupił się w swoich badaniach na roli tzw. fal Alfvéna, które od dawna podejrzewane są o transportowanie energii z jednego miejsca w drugie. Aby przeanalizować ich zachowanie badacz skupił się na wysokoenergetycznych cząstkach w obłokach plazmy kosmicznej badanych wcześniej przez sondy Viking roaz Freja oraz na ich interakcjach z energią elektromagnetyczną fal Alfvéna.
Czytaj także: Przeprowadzili historyczne obserwacje. Korona słoneczna nigdy przedtem nie była widziana w takich okolicznościach
Warto tutaj dodać, że atmosfera Słońca jest naprawdę pokaźnych rozmiarów. O ile Słońce samo w sobie ma średnicę 1,4 miliona kilometrów, o tyle jego atmosfera rozciąga się na odległość nawet 8 milionów kilometrów od jego powierzchni. Co jednak od dawna frapuje naukowców – nawet miliony kilometrów od Słońca, temperatura rozrzedzonej plazmy w koronie słonecznej wynosi ponad milion stopni Celsjusza, podczas gdy wydawać by się mogło, że w takiej odległości od gwiazdy będzie już znacznie chłodniej, szczególnie że powierzchnia Słońca ma zaledwie 6000 stopni Celsjusza.
Badane przez naukowca kinetyczne fale Alfvéna powszechnie występują w plazmie w całym wszechświecie. To nic innego jak oscylacje jonów i pola magnetycznego przemieszczające się w objętości plazmy. Ayaz postanowił się przyjrzeć falom Alfvéna powstającym w atmosferze słonecznej w zakresie odległości od 0 do 10 promieni Słońca od jego powierzchni. Takie podejście do tematu wynika z faktu, że kinetyczne fale Alfvéna skutecznie radzą sobie z ogrzewaniem i wymianą energii. Tym samym to właśnie one mogą być odpowiedzialne za rozgrzewanie atmosfery słonecznej do monstrualnych temperatur poprzez ułatwianie transportu energii między polami elektromagnetycznymi i cząsteczkami plazmy tworzącymi koronę słoneczną.
Czytaj także: Słońce jest niczym gigantyczny piec, ale ma swoje tajemnice. Udało się wyjaśnić jedną z nich
W toku prac naukowcy przyjrzeli się fascynującemu procesowi tłumienia Landaua. Kiedy cząsteczki poruszają się wzdłuż fali Alfvéna, w tym samym tempie co ona, wchodzą z nimi w interakcje, zyskując lub tracąc energię.
Badania wykazały, że fale bardzo wydajnie przekazują swoją energię cząsteczkom, skutecznie je przyspieszając, a samemu znikając. W efekcie, właśnie w tym procesie, cząsteczki atmosfery słonecznej znacząco przyspieszają, przejmując od fal ich energię.
Istnieje zatem duża szansa, że Ayadowi udało się znaleźć jeden z istotniejszych mechanizmów rozgrzewania korony słonecznej do miliona stopni Celsjusza.