NASA's Solar Dynamics Observatory heeft een magnetische explosie waargenomen die nog nooit eerder is gezien. In de verzengende bovenloop van de atmosfeer van de zon, een prominentie - een grote lus van materiaal gelanceerd door een uitbarsting op het zonneoppervlak - begon terug te vallen naar het oppervlak van de zon. Maar voordat het zover kon komen, de bekendheid liep in een kronkel van magnetische veldlijnen, een magnetische explosie veroorzaken.

Wetenschappers hebben eerder de explosieve klik en herschikking van verwarde magnetische veldlijnen op de zon gezien - een proces dat bekend staat als magnetische herverbinding - maar nooit een proces dat werd veroorzaakt door een nabijgelegen uitbarsting. de observatie, die een tien jaar oude theorie bevestigt, kan wetenschappers helpen een belangrijk mysterie over de atmosfeer van de zon te begrijpen, beter ruimteweer voorspellen, en kan ook leiden tot doorbraken in de gecontroleerde fusie- en laboratoriumplasma-experimenten.

"Dit was de eerste waarneming van een externe driver van magnetische herverbinding, " zei Abhishek Srivastava, zonnewetenschapper aan het Indian Institute of Technology (BHU), in Varanasi, Indië. "Dit kan erg handig zijn om andere systemen te begrijpen. Bijvoorbeeld Aardse en planetaire magnetosferen, andere gemagnetiseerde plasmabronnen, inclusief experimenten op laboratoriumschaal waar plasma zeer diffuus en zeer moeilijk te controleren is."

Eerder is een type magnetische herverbinding gezien, bekend als spontane herverbinding, zowel op de zon als rond de aarde. Maar dit nieuwe door explosie aangedreven type - geforceerde herverbinding genoemd - was nog nooit rechtstreeks gezien, dacht dat het 15 jaar geleden voor het eerst werd getheoretiseerd. De nieuwe waarnemingen zijn zojuist gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .

De eerder waargenomen spontane herverbinding vereist een gebied met precies de juiste omstandigheden, zoals een dunne laag geïoniseerd gas, of plasma, dat slechts zwak elektrische stroom geleidt - om te voorkomen. De nieuwe soort, gedwongen heraansluiting, kan op meer plaatsen gebeuren, zoals in plasma dat een nog lagere weerstand heeft tegen het geleiden van een elektrische stroom. Echter, het kan alleen voorkomen als er een soort uitbarsting is om het te activeren. De uitbarsting knijpt het plasma en magnetische velden, waardoor ze opnieuw verbinding maken.

Terwijl de wirwar van magnetische veldlijnen van de zon onzichtbaar is, ze beïnvloeden niettemin het materiaal om hen heen - een soep van ultrahete geladen deeltjes die bekend staat als plasma. De wetenschappers konden dit plasma bestuderen met behulp van observaties van NASA's Solar Dynamics Observatory, of SDO, specifiek kijkend naar een golflengte van licht die deeltjes toont die 1-2 miljoen kelvin (1,8-3,6 miljoen F) worden verwarmd.

Dankzij de waarnemingen konden ze de geforceerde herverbindingsgebeurtenis voor het eerst direct zien in de zonnecorona - de bovenste atmosferische laag van de zon. In een reeks foto's die meer dan een uur zijn gemaakt, een prominentie in de corona viel terug in de fotosfeer. Onderweg, de bekendheid liep in een kronkel van magnetische veldlijnen, waardoor ze opnieuw verbinding maken in een duidelijke X-vorm.

Spontane herverbinding biedt een verklaring voor hoe heet de zonneatmosfeer is - mysterieus, de corona is miljoenen graden heter dan lagere atmosferische lagen, een raadsel dat zonnewetenschappers decennialang heeft geleid om te zoeken naar welk mechanisme die warmte aandrijft. De wetenschappers keken naar meerdere ultraviolette golflengten om de temperatuur van het plasma te berekenen tijdens en na de herverbindingsgebeurtenis. De gegevens toonden aan dat de bekendheid, die vrij koel was ten opzichte van de verschroeiende corona, warm geworden na het evenement. Dit suggereert dat geforceerde heraansluiting een manier kan zijn waarop de corona lokaal wordt verwarmd. Spontane heraansluiting kan ook plasma verwarmen, maar geforceerde heraansluiting lijkt een veel effectievere verwarming te zijn - de temperatuur van het plasma sneller verhogen, hoger, en op een meer gecontroleerde manier.

Hoewel een prominentie de drijvende kracht was achter deze herverbindingsgebeurtenis, andere zonne-uitbarstingen zoals uitbarstingen en coronale massa-ejecties, kan ook een gedwongen herverbinding veroorzaken. Aangezien deze uitbarstingen ruimteweer aandrijven - de uitbarstingen van zonnestraling die satellieten rond de aarde kunnen beschadigen - kan het begrijpen van geforceerde herverbinding modelbouwers helpen beter te voorspellen wanneer verstorende hoogenergetische geladen deeltjes naar de aarde kunnen komen versnellen.

Begrijpen hoe magnetische herverbinding op een gecontroleerde manier kan worden geforceerd, kan ook plasmafysici helpen om herverbinding in het laboratorium te reproduceren. Dit is uiteindelijk nuttig op het gebied van laboratoriumplasma om ze te beheersen en te stabiliseren.

De wetenschappers blijven zoeken naar meer gedwongen herverbindingsgebeurtenissen. Met meer observaties kunnen ze de mechanica achter de herverbinding beginnen te begrijpen en vaak kan het gebeuren.

"Onze gedachte is dat gedwongen heraansluiting overal is, " zei Srivastava. "Maar we moeten het blijven observeren, om het te kwantificeren, als we dat willen bewijzen."