Har du någonsin sett den heta sommaren vind blåsa över ett mognande fält av vete? Om så är fallet är du bekant med den krusande effekten. Denna kaskadeffekt kallas Alfvén-vågor.
Tack vare NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO) kan vi nu se effekten av Alfvén-vågor, spåra deras rörelser och se hur mycket energi som tas med. Dessa nya fynd har upplysande solforskare och kan vara nyckeln till två andra gåtfulla solhändelser - den intensiva uppvärmningen av koronaen till cirka 20 gånger varmare än solens yta och solvindar som spränger upp till 1,5 miljoner miles per timme.
"SDO har en fantastisk upplösning så att du faktiskt kan se enskilda vågor," säger Scott McIntosh vid National Center for Atmospheric Research i Boulder, Colo. "Nu kan vi se att istället för att dessa vågor har ungefär 1000: e den energi som behövs som vi tidigare trodde, den har motsvarande cirka 1100W glödlampa för varje 11 kvadratmeter solens yta, vilket är tillräckligt för att värma solens atmosfär och driva solvinden. ”
Som McIntosh påpekar i sin 28 juli Natur artikel, Alfvén vågor är ganska enkla. Deras rörelse böljer upp och ner magnetfältlinjer som liknar det sätt som en vibration reser längs en gitarrsträng. Plasmafältet som omsluter solen rör sig i harmoni med fältlinjerna. SDO kan "se" och spåra denna rörelse. Trots att scenariot är mycket mer komplicerat, är förståelsen av vågorna nyckeln till att förstå arten av Sun-Earth-anslutningen och andra mindre tydliga frågor såsom vad som orsakar koronaluppvärmning och solvindens hastigheter.
"Vi vet att det finns mekanismer som levererar en enorm behållare med energi vid solens yta," säger rymdforskaren Vladimir Airapetian vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md. "Denna energi pumpas till magnetfältenergi, som transporteras upp i solens atmosfär och släpptes sedan som värme. ” Men att bestämma detaljerna i denna mekanism har länge diskuterats. Airapetian påpekar att en studie som denna bekräftar Alfvén-vågor kan vara en del av den processen, men att även med SDO har vi inte ännu en bildbehandlingsupplösning för att bevisa det definitivt.
Hannes Alfvén teoretiserade först vågorna 1942, men det var först 2007 som de faktiskt observerades. Detta bevisade att de kunde transportera energi från solens yta till atmosfären, men energin var för svag för att stå för koronans höga värme. Denna studie säger att de ursprungliga siffrorna kan ha underskattats. McIntosh, i samarbete med ett team från Lockheed Martin, Norges universitet i Oslo, och Belgiens katolska universitet i Leuven, analyserade de stora svängningarna i filmer från SDO: s Atmospheric Imagine Assembly (AIA) -instrument som fångades den 25 april 2010. “Vårt kodnamn för denna forskning var "The Wiggles", säger McIntosh. ”Eftersom filmerna verkligen ser ut som solen var gjorda av Jell-O som vinklade fram och tillbaka överallt. Det är uppenbart att dessa vridningar bär energi. ”
"Wiggles" - känd som spikuler - modellerades sedan mot Alfvén-vågorna och tycktes vara en bra match. När teamet hade fastställts kunde teamet sedan analysera vågornas form, hastighet och energi. ”Sinusformade kurvor avvikde utåt med hastigheter över 30 mil per sekund och upprepade sig var 150 till 550 sekunder. Dessa hastigheter innebär att vågorna skulle vara energiska nog för att påskynda den snabba solvinden och värma den tyst korona. ” säger laget. ”Upprepningen - som kallas vågperioden - är också viktig. Ju kortare period, desto lättare är det för vågen att släppa ut sin energi i den koronala atmosfären, ett avgörande steg i processen. ”
Enligt preliminära uppgifter hoppade spikulerna till koronala temperaturer på minst 1,8 miljoner grader Fahrenheit. Parningen av Alfvén-vågor och värme kan bara vara det som krävs för att hålla koronaen vid sin nuvarande temperatur ... men inte tillräckligt för att orsaka strålningsbrister. "Att veta att det kan finnas tillräckligt med energi i vågorna är bara hälften av problemet", säger Goddards Airapetian. ”Nästa fråga är att ta reda på vilken bråkdel av den energin som omvandlas till värme. Det kan vara allt, eller 20 procent av det - så vi måste veta detaljerna i den konverteringen. ”
Mer studie? Det kan du vara säker på'. Och SDO-teamet är upp till uppgiften.
"Vi förstår fortfarande inte perfekt processen som pågår, men vi får bättre och bättre observationer," säger McIntosh. "Nästa steg är att människor ska förbättra teorier och modeller för att verkligen fånga essensen i fysiken som händer."
Original Story Source: NASA SDO News.
