Kui küpsetate gaasipliidil, soojeneb toit kiiremini, kui see on leegile lähemal. Kuid termodünaamika näiliselt trotsides ei toimi see päikesest rääkides. Päikese pinna temperatuur on umbes 10 000 kraadi Fahrenheiti järgi, kuid atmosfäär võib selle välimises ulatuses, milleks on korona, tabada ilmatu 9 miljonit kraadi, ja teadlased on küsinud: "Mis sellest saab?" aastakümneid.
Seotud sisu
- Miks oli päike nii kaua vaikne
- Nädala pilt - raud Päikese koroonas
Nüüd arvab Prantsusmaal École Polytechnique'i meeskond, et neil on vähemalt osa vastusest. Uusi arvutimudeleid kasutades väidavad nad, et koroona hõreneva kuumuse peamiseks allikaks on magnetilisuse "mangroovimets", mis asub täpselt meie pinna all, mida nimetatakse fotosfääriks.
"Kõik teavad, et energia tuleb altpoolt ja me teame, et see on palju energiat, " ütleb uuringu juht Tahar Amari. Küsimus on olnud selles, mis selle energia loob ja kuidas see pinnalt korooni liigub. Just sinna astubki uus nädal, mida sel nädalal ajakirjas Nature kirjeldatakse.
Päike koosneb peamiselt plasmast, kuumast gaasist, mis on valmistatud aatomitest, mille elektronid on eemaldatud, luues laengu. Kui selline gaas pöörleb, toimib see nagu elektrigeneraator või dünamo. Uues mudelis loob päikeseplasma need dünaamikad, kui ta keeb ja põleb. Dünamod genereerivad omakorda magnetvälju, mis võivad energiat salvestada. Kõik see toimub päikese ülemises 900 miilis - väike osa selle 432 000 miili raadiusest. Dünamod ei kesta kaua, keskmiselt umbes kaheksa minutit, kuid piisab, kui nad suudavad mõnikord toita suuremaid struktuure.
Kui tekkivad magnetväljad keerduvad, pöörduvad ja ristuvad üksteisega, võivad nad vabastada oma energia nähtuses, mida nimetatakse taasühenduseks. Pange kaks või enam välja üksteise lähedale ja nende väljade postid proovivad luua lähimate naabritega uusi magnetvälja jooni, korraldades selles valdkonnas väljade kuju. Liigne energia väljutatakse siis soojuse, elektromagnetiliste lainete või kineetilise energiana ja see omakorda pumbatakse kromosfääri, kiht ulatub umbes 200 miili kaugusel fotosfäärist piirkonda, mis siirdub korooni.
Mudeli kohaselt toidab energiaallikas plasma purseid kromosfääri, mille tõttu lained sarnanevad õhu kaudu liikuvatele helilainetele. Neid nimetatakse Alfvén-laineteks pärast füüsik Hannes Alfvénit, kes tegi nende olemasolu esmakordselt ettepaneku 1940. aastatel. Alfveni lainete energia haihtub koroonas, mis seejärel muutub piisavalt kuumaks, et jõuda miljonitesse kraadi, mida me vaatleme.
Päikese pinnalt tärkava keeruka magnetvälja mudel tõstab esile sarnasust mangroovipuude juurte ja okstega. (Tahar Amari / keskuse kunstikeskus.CNRS-Ecole Polytechnique.FRANCE) Amari võrdleb kogu süsteemi mangroovimetsaga. Allosas on juured, mis kokku moodustavad puude tüved. Puude tipus on koht, kuhu energia ladestub. Ta märkis, et sellise koronaalse kuumutamise saamiseks, mida me näeme, vajate pinnalt ruutmeetri kohta umbes 4500 vatti ja just seda tema toodabki mudel.
Praegu on töö vaid arvutisimulatsioon ja toimuva jälgimiseks pole veel otsest viisi, väitis Amari. Olemasolevad päikese kaudsed vaatlused muudavad tema mudeli siiski usutavaks. Näiteks ei tundu koronaaltemperatuur 11-aastase päikesepiste tsükli jooksul palju varieeruvat. "Päikesepunktid on tsükli suhtes tundlikud - see magnetväli pole, " ütleb Amari. Päikesepiste on magnetilised häired, mis on juurdunud päikese sügavamale, nii et kui need kaks nähtust pole omavahel seotud, toetaks see Amari mudelit suhteliselt madala pinnaga juhi koronaarsoojenduseks.
Teine tegur on päikesest tornaadode avastamine, mis näitavad, et mõned nähtused võivad mudeli toetamise korral energiat pinnalt kromosfääri ja koroona transportida. Lisaks näitavad päikesepinna vaatlused, et mõne elemendi spektraaljooned jagunevad kaheks või enamaks komponendiks, mis juhtub siis, kui seal on tugev kohalik magnetväli, nagu mudel kirjeldab.
Eelmisel aastal tegi Marylandi osariigis Greenbeltis asuva NASA Goddardi kosmoselennukeskuse päikesefüüsik Jeff Brosius ettepaneku, et koronaarkuumutuse eest vastutaksid pisikesed helkurid, mida nimetatakse nanoklaasideks. Nanokihid on põhjustatud tohututest magnetväljadest, mis silmuvad läbi korooni. Magnetvälja jooned vahel ristuvad, moodustades voolulehed, mis eraldavad soojusena energiat.
Kuigi kaks versiooni erinevad oma eripära poolest, pole need tingimata vastandlikud. "Nanokiudude mehhanism on lahtine küsimus, " ütleb Goddardi teadusastrofüüsik Jim Klimchuk, kes polnud kummaski uuringus osalenud. "See võib hõlmata magnetvälja väljaühendamist koroonas (sama protsess, mis tekitab Amari minipurskeid päikese pinna all ja põhjustab nende suurema osa energia ladestumist kromosfääris) või see võib hõlmata lainete hajumist, mis on altpoolt koroonasse. Olen kindel, et mõlemad asjad käivad. See on lihtsalt proportsiooni küsimus. "
Klimtšuki sõnul on uus mudel oluline samm selle vaevava päikese müsteeriumi mõistmisel. "Minu teada ei ole [kromosfääris purskeid tekitavat dünaamikat] teistes simulatsioonides nähtud, seetõttu on oluline selle käitumise üksikasjad välja töötada ja kontrollida, kas see on õige, " ütleb ta. "Kromosfäärilise ja koronaalse kuumutamise probleemi ei lahendata, kuid need tulemused võivad anda olulisi vihjeid edasise tegevuse kohta."
TOIMETAJA MÄRKUS: Seda artiklit on värskendatud, et selgitada, et dünaamikaid on päikesemudelites varem nähtud.
