science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het knoestige probleem van de zonneactiviteit ontrafelen

Simulatie van gedraaide magnetische veldlijnen die door de fotosfeer tevoorschijn komen, het zichtbare oppervlak van de zon. Krediet:Mac Taggart et al.

Een nieuwe benadering voor het analyseren van de ontwikkeling van magnetische klitten op de zon heeft geleid tot een doorbraak in een al lang bestaand debat over hoe zonne-energie in de zonneatmosfeer wordt geïnjecteerd voordat het in de ruimte wordt vrijgegeven. ruimteweergebeurtenissen veroorzaken. Het eerste directe bewijs dat veldlijnen verstrikt raken voordat ze aan het zichtbare oppervlak van de zon verschijnen, heeft implicaties voor ons vermogen om het gedrag van actieve gebieden en de aard van het binnenste van de zon te voorspellen. Dr. Christopher Prior van de afdeling Wiskundige Wetenschappen, Durham-universiteit, presenteert het werk vandaag op de virtuele Nationale Astronomiebijeenkomst (NAM 2021).

Onderzoekers zijn het er over het algemeen over eens dat zonneactiviteit wordt veroorzaakt door instabiliteiten in gigantische kronkels van magnetische touwen die door het zichtbare oppervlak van de zon lopen, bekend als de fotosfeer. Echter, er is een voortdurende discussie geweest over hoe deze klitten ontstaan. De twee dominante theorieën hebben gesuggereerd dat spoelen van veldlijnen door de fotosfeer tevoorschijn komen vanuit de convectiezone eronder, of dat de voeten van gebogen veldlijnen om elkaar heen wikkelen op het oppervlak zelf en vlechten vormen. Beide mechanismen zouden in theorie effecten kunnen produceren zoals zonnevlekkenrotatie en dramatische zonnevlammen, maar, daten, geen enkel direct observationeel bewijs had beide scenario's overtuigend ondersteund.

Prior en collega's van de Universiteit van Glasgow en INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania in Italië kwamen met een nieuwe directe maatstaf voor de verstrengeling van het magnetische veld door de rotatie van veldlijnen te volgen op de punten waar ze de fotosfeer kruisen. Deze "magnetische wikkeling" zou zich voor elk van de twee theorieën op verschillende manieren moeten manifesteren. Dus, het toepassen van magnetische winding op waarnemingen van de fotosfeer en het onderzoeken van de resulterende patronen zou een definitief antwoord kunnen geven op welke theorie correct was.

De afbeelding links toont een reeks magnetische lussen op de zon, zoals vastgelegd door NASA's Solar Dynamics Observatory. De afbeelding aan de rechterkant is bewerkt om de randen van elke lus te markeren en de structuur duidelijker te maken. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center/SDO.

De onderzoekers bestudeerden de magnetische wikkeling voor 10 actieve regio's op de zon in observaties door zonnemissies. In elk geval, de resultaten kwamen overeen met de opkomsttheorie van voorgedraaide magnetische veldlijnen die oprijzen uit de convectiezone.

Voorafgaand legt uit, "Het patroon voor voorgedraaide veldlijnen kwam exact overeen met de waarnemingsgegevens die we aanvankelijk overwogen, en dit is sindsdien waar gebleken voor alle datasets van actieve regio's die we tot nu toe hebben bekeken. We verwachten dat magnetische wikkeling een hoofdbestanddeel zal worden bij de interpretatie van de magnetische veldstructuur op basis van waarnemingsgegevens."