Solfysiker från Lockheed Martin och forskargruppen för solfysik och övre atmosfär vid institutionen för tillämpad matematik vid University of Sheffield, Storbritannien, har använt datormodellering och några av de högsta upplösningsbilder som någonsin tagits av solatmosfären för att förklara orsaken till supersoniska jets som kontinuerligt skjuter genom den låga atmosfären i solen.
Deras resultat, som framträder som omslagshistorien i morgondagens nummer av tidskriften Nature, tar direkt upp ursprunget till dessa jets, kallade spicules. Spikulernas ursprung har varit ett mysterium sedan deras upptäckt 1877. Dessa fynd kan mycket väl leda till en bättre förståelse för hur materien drivs uppåt i solkoronen för att bilda solvinden, en ström av partiklar som kontinuerligt släpps ut av solen som sveper förbi jordens bana. Störningar i solvinden kan påverka den övre atmosfären och rymdmiljön runt jorden och skada satelliter i omloppsbana.
? Kombinationen av datormodellering, nya högupplösta bilder tagna med det svenska 1-meters solteleskopet (SST) på ön La Palma, Spanien och data tagna samtidigt med två satelliter i rymden, var avgörande för att ta reda på hur spikuler bildas ,? sa Dr. Bart De Pontieu, en av de huvudsakliga utredarna i studien, och solfysiker vid Lockheed Martin Solar and Astrophysics Lab (LMSAL) vid företagets Advanced Technology Center i Palo Alto, Kalifornien.? Vi använde en datormodell att tillhandahålla den saknade länken mellan observationer av solens yta, tagna med MDI-instrumentet ombord på ESA / NASA: s sol- och Heliospheric Observatory (SOHO) -satellit, och observationer av strålarna i den låga solatmosfär som tagits med SST och NASA ? s övergångsregion och Coronal Explorer (TRACE) satellit.?
Spikuler är strålar med gas eller plasma som drivs uppåt från solens yta. De skjuter in i dess atmosfär eller korona med supersoniska hastigheter på cirka 50 000 miles per timme och når höjder på 3 000 mil över solytan på mindre än fem minuter. Även om det finns över 100 000 spikuler när som helst i solens låga atmosfär eller kromosfär, förblir de i stort sett oförklarliga, delvis eftersom observationer är svåra för föremål med så kort livstid (cirka fem minuter) och relativt liten storlek (300 mil) diameter).
Genom att samtidigt ta en serie högupplösta bilder med det svenska solteleskopet, visa detaljer ner till 80 mil, och med TRACE-satelliten, upptäckte vi att dessa jetflygningar ofta förekommer regelbundet, vanligtvis var femte minut eller så, på samma plats, ? sa professor Robertus Erd? lyi von F? y-Siebenb? rgen, den andra huvudutredaren för studien, och professor i tillämpad matematik vid solfysik och övre atmosfärforskningsgruppen vid University of Sheffield, Storbritannien. ? Vi utvecklade en datormodell av solens atmosfär för att visa att periodiciteten hos spikulerna orsakas av ljudvågor vid solytan som har samma period på fem minuter.?
Ljudvågorna vid solytan dämpas vanligtvis innan de når solens atmosfär. De Pontieu, Erd? Lyi och Stewart James, en nyutexaminerad doktorsexamen. under övervakning av professor Erd? lyi vid University of Sheffield, fann att under vissa förhållanden kan ljudvågorna tränga igenom dämpningszonen och läcka ut i solatmosfären. Deras datormodell visar att när ljudvågorna läcker ut i atmosfären, utvecklas de till chockvågor som driver materia uppåt och bildar en spikel.
De Pontieu och hans kollegor mätte faktiska vågor och svängningar vid solens yta genom att använda dessa mätningar för att driva sin datormodell av solatmosfären, som sedan förutspådde när gasstrålar skulle skjuta upp. De blev positivt överraskade över att se att modellen förutsäger mycket exakt när jetplan bör observeras på solen med SST och TRACE.
? Spikuler bär mer än 100 gånger massan in i solens atmosfär som krävs för att mata solvinden? sa De Pontieu, "vilket betyder att de är av enorm betydelse för balansen i hur mycket massa som går in och ut ur koronaen.? Med ursprunget till spikuler avslöjade kommer det att vara möjligt att studera huruvida massan som spiklar bär in i solkorona bidrar till solvinden. Framtida studier kommer också att fokusera på den roll chockvågorna kan spela i den högre solatmosfären eller korona.
Resultaten av denna studie är i en artikel publicerad i tidskriften Nature. Författarna är Dr. Bart De Pontieu från Lockheed Martin Solar och Astrophysics Lab, och professor Robertus Erd? Lyi von F? Y-Siebenb? Rgen och Dr. Stewart James från solfysik och forskningsgrupp för övre atmosfär vid Institutionen för tillämpad Matematik, University of Sheffield, Storbritannien. Finansieringen för studierna kom från NASA, Storbritanniens forskningsråd för partikelfysik och astronomi och den ungerska National Science Foundation.
Lockheed Martin Solar and Astrophysics Lab är en del av Lockheed Martins Advanced Technology Center? Lockheed Martin Space Systems Company forsknings- och utvecklingsorganisation. Lockheed Martin har sitt huvudkontor i Bethesda, Md., Och sysselsätter cirka 130 000 människor över hela världen och är huvudsakligen engagerat i forskning, design, utveckling, tillverkning och integration av avancerade teknologisystem, produkter och tjänster. Företaget rapporterade 2003 en omsättning på 31,8 miljarder dollar.
Originalkälla: LMSAL News Release
