Fysikere målte den centrale motor, der driver soludbrud for første gang

(NASA/Goddard/SDO)

Solen er et vildt sted. Oppe på vores himmel ser det stort set ud den samme dag til dag, men når man ser nærmere efter, er vores stjerne ofte urolig med turbulent plasma.

En af de vildeste ting, Solen kan gøre, er at blusse op - udstød kolossale sløjfer af plasma, der fuldstændig dværger hele vores Jord i skala. Selvom denne aktivitet er ret almindelig, forstår vi stadig ikke helt, hvad der driver den.

Nu har solfysikere for første gang målt og karakteriseret det gigantiske magnetfelt nuværende ark - Elektrisk overfladestrøm - der strækker sig hen over kernen, som er den centrale motor, der driver energifrigivelsen af ​​soludbrud.



'Det har længe været antydet, at den pludselige frigivelse af magnetisk energi gennem genforbindelsesstrømpladen er ansvarlig for disse store udbrud, men der har ikke været nogen måling af dens magnetiske egenskaber,' sagde fysiker Bin Chen fra New Jersey Institute of Technology.

'Med denne undersøgelse har vi endelig målt detaljerne i magnetfeltet i et aktuelt ark for første gang, hvilket giver os en ny forståelse af den centrale motor i Solens soludbrud.'

Solens magnetfelter er ekstremt komplicerede og rodede. Vores stjerne er en bølgende, turbulent kugle af utroligt varmt plasma, en væske, der består af ladede partikler, der interagerer stærkt med elektromagnetiske kræfter.

Fordi Solen er en kugle, roterer den ækvatoriale overflade hurtigere end polerne. Dette resulterer i solens magnetfelt vokser sammenfiltret , som igen kan producere meget stærke lokaliserede magnetfelter over hele Solen, hvilket åbner op for de solpletter, hvorfra blusser dukker op.

I disse lokaliserede magnetfelter kan magnetfeltlinjerne blive rodede. Ved rødderne af soludbrud forbinder modstående magnetfeltlinjer sig, snapper og forbindes igen. Derudover strækker kraftige strømark sig hen over disse centrale soludbrudsområder.

Vi ved, at magnetisk genforbindelse resulterer i frigivelse af energi og acceleration af elektroner til relativistiske hastigheder, men præcis hvordan og hvor dette skete i strukturen har været svært at fastlægge.

Se en kolossal, X8.2 soludstråling, derfandt sted den 10. september 2017. Det blev fanget i flere bølgelængder af New Jersey Institute of Technologys Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), som gjorde det muligt for holdet at studere det 40.000 kilometer lange (25.000 mile) nuværende ark i detaljer.

'Stedet, hvor al energien er lagret og frigivet i soludbrud, har været usynlig indtil nu ... For at spille på et udtryk fra kosmologi, er det Solens' mørk energi problem', og tidligere har vi indirekte måttet udlede, at blussets magnetiske genforbindelsesark eksisterede,' sagde EOVSA-direktør Dale Gary fra New Jersey Institute of Technology.

'EOVSA's billeder lavet ved mange mikrobølgefrekvenser viste, at vi kan fange radioemissioner for at belyse denne vigtige region.'

(NJIT-CSTR, B. Chen, S. Yu; CfA, C. Shen; Solar Dynamics Observatory)

Over: Ultraviolette observationer (venstre) og numerisk simulering (højre) af blusset.

Holdet kombinerede deres multi-bølgelængde data med numeriske simuleringer udført af fysikere fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Ikke alene stemte profilen af ​​magnetfeltet langs det aktuelle ark med forudsigelser, der var en magnetisk, flaskeformet struktur i toppen af ​​bunden af ​​blusset - 20.000 kilometer (12.500 miles) fra Solens overflade - hvor elektroner blev fanget og accelereret.

Arket og den magnetiske genforbindelse synes begge nødvendige for energifrigivelsen og elektronaccelerationen. Magnetisk energi frigives til det nuværende ark med en hastighed på omkring 10-100 milliarder billioner joule i sekundet, ifølge holdets beregninger. Men overraskende nok er det ikke der, partikelacceleration finder sted.

'Sådan en enorm energifrigivelse ved det nuværende ark er uhyggelig. Det stærke elektriske felt, der genereres der, kan nemt accelerere elektronerne til relativistiske energier, men det uventede faktum, vi fandt, var, at den elektriske feltprofil i det nuværende arkområde ikke faldt sammen med den rumlige fordeling af relativistiske elektroner, som vi målte,' sagde Chen .

'Med andre ord skulle noget andet være på spil for at accelerere eller omdirigere disse elektroner. Hvad vores data viste, var en speciel placering i bunden af ​​det aktuelle ark - den magnetiske flaske - ser ud til at være afgørende for at producere eller begrænse de relativistiske elektroner.'

Selvom sådanne strukturer er blevet foreslået før, er det første gang, de er blevet demonstreret, bemærkede forskerne. Og de nye målinger kan nu bruges som en baseline til at studere og analysere fremtidige soludbrud, samt yderligere undersøgelse af elektronaccelerationsmekanismen deri.

Forskningen er publiceret i Natur astronomi .

Populære Kategorier: Tech , Miljø , Mennesker , Forklarer , Fysik , Sundhed , Natur , Mening , Samfund , Ukategoriseret ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.