Surf's up on the Sun! Vårt favorit rymdfarkoster, Solar Dynamics Observatory (SDO) har fångat avgörande bevis på klassiska ”surfarvågor” i solens atmosfär. Att spåra dessa vågor hjälper oss att förstå hur energi rör sig genom solatmosfären, känd som korona och kanske till och med hjälper solfysiker att kunna förutsäga händelser som Coronal Mass Ejections.
Precis som en surfvåg på jorden, bildas solen motsvarigheten av samma fluidmekanik - i detta fall är det ett fenomen som kallas en Kelvin-Helmholtz instabilitet. Eftersom forskare vet hur dessa vågor sprider energi i vatten kan de använda denna information för att bättre förstå koronaen. Detta i sin tur kan hjälpa till att lösa ett bestående mysterium om varför koronaen är tusentals gånger varmare än ursprungligen förväntat.
"En av de största frågorna om solkorona är värmemekanismen," säger solfysikern Leon Ofman från NASA: s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md och Katolska universitetet, Washington. ”Korona är tusen gånger varmare än solens synliga yta, men vad som värmer upp det är inte väl förstått. Människor har föreslagit att vågor som detta kan orsaka turbulens som orsakar uppvärmning, men nu har vi direkta bevis på Kelvin-Helmholtz vågor. ”
Trots att dessa vågor ofta förekommer i naturen här på jorden, så hade ingen sett dem på solen. Men det var innan SDO.
Ofman och kollegor upptäckte dessa vågor i bilder som togs den 8 april 2010 i några av de första bilderna som fångats på kamera av SDO, som lanserades i februari förra året och började fånga uppgifter den 24 mars 2010. Ofman & team har just publicerat ett papper i Astrophysical Journal Letters.
Kelvin-Helmholtz-instabiliteter uppstår när två vätskor med olika tätheter eller hastigheter flyter av varandra. När det gäller havsvågor är det det täta vattnet och den lättare luften. När de flyter förbi varandra, kan små krusningar snabbt förstärkas till de enorma vågorna som surfare älskar. När det gäller solatmosfären, som är gjord av en mycket varm och elektriskt laddad gas, kallad plasma, kommer de två flödena från en expans av plasma som bryter ut från solens yta när den passerar förbi plasma som inte bryter ut. Skillnaden i flödeshastigheter och densiteter över denna gräns gnistor instabiliteten som bygger in i vågorna.
På solen är de två vätskorna båda plasma - vidsträckningar av super heta, laddade gaser - som samverkar. Den ena bryter ut från ytan och skjuter förbi en andra plasma som inte bryter ut. Den resulterande turbulensen är en Kelvin-Helmholtz vågform.
Den utbrott av plasma kommer troligen från en koronal massutkastning, som sågs tidigare denna vecka, där solen våldsamt driver massiva mängder av höga hastighet plasmapartiklar ut i rymden. Så att veta mer om hur koronan upphettas och vilka förhållanden är strax innan KH-vågorna kan ge forskare förmågan att förutsäga nästa CME, som är ett långvarigt mål för solforskare.
Men att räkna ut den exakta mekanismen för uppvärmning av korona kommer sannolikt att hålla solfysikerna upptagna under en god tid. SDO: s förmåga att fånga bilder av hela solen var 12: e sekund med så exakt detalj kommer säkert att ge de data som behövs.
Källa: NASA
Du kan följa Space Magazine seniorredaktör Nancy Atkinson på Twitter: @Nancy_A. Följ Space Magazine för de senaste nyheterna om rymden och astronomin på Twitter @universetoday och på Facebook.
