De elementaire samenstelling van de hete atmosfeer van de zon, bekend als de 'corona', is sterk verbonden met de 11-jarige zonne-magnetische activiteitscyclus, een team van wetenschappers van de UCL, George Mason University en Naval Research Laboratory hebben dit voor het eerst onthuld.

De studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie en gefinancierd door het NASA Hinode-programma, laat zien dat een toename van magnetische activiteit hand in hand gaat met een toename van bepaalde elementen, zoals ijzer, in de zonnecorona. Er wordt gedacht dat de resultaten belangrijke implicaties kunnen hebben voor het begrijpen van het proces dat leidt tot de opwarming van de corona van de zon.

"De samenstelling van elementen is een belangrijk onderdeel van de stroom van massa en energie naar de atmosfeer van de zon en andere sterren. Hoe die samenstelling verandert, als het inderdaad verandert, aangezien materiaal van het oppervlak van de zon naar zijn corona stroomt, beïnvloedt het ideeën die we hebben over de verwarming en activiteit in atmosferen van andere sterren, " zei dr. Deborah Baker (UCL Space &Climate Physics).

Door zijn 11-jarige cyclus, de zon beweegt vanuit relatief rustige perioden op het zonneminimum, tot intense magnetische activiteit op het zonnemaximum, wanneer grote aantallen zonnevlekken verschijnen en er een toename van straling is.

"Eerder, veel astronomen dachten dat de elementaire samenstelling in de atmosfeer van een ster afhing van de eigenschappen van de ster die niet veranderen, zoals de rotatiesnelheid of oppervlaktezwaartekracht. Onze resultaten suggereren dat het ook verband kan houden met de magnetische activiteit en verwarmingsprocessen in de atmosfeer zelf, en ze veranderen met de tijd, tenminste in de zon, " zei de hoofdauteur van de studie, Dr. David H. Brooks (George Mason University).

Het oppervlak van de zon, de fotosfeer, heeft een temperatuur van rond de 6000 graden, maar de buitenste atmosfeer, de corona - het beste te zien vanaf de aarde tijdens totale zonsverduisteringen - is honderden keren heter. Hoe de corona wordt verwarmd tot miljoenen graden is een van de belangrijkste onopgeloste problemen in de astrofysica. De oplossing zal wetenschappers helpen de opwarming van andere sterren beter te begrijpen.

"Waarom de corona van de zon zo heet is, is al lang een raadsel. Het is alsof er een vlam uit een ijsblokje komt. Het slaat nergens op! Zonneastronomen denken dat de sleutel in het magnetische veld ligt, maar er zijn nog steeds discussies over de details, "voegde dr. Brooks toe.

Het team van wetenschappers analyseerde waarnemingen van het Solar Dynamics Observatory in een tijd van lage activiteit (minimum zonne-energie) vanaf 2010, en tot 2014, toen enorme magnetische actieve gebieden de zonneschijf doorkruisten.

Een onbekend mechanisme transporteert bij voorkeur bepaalde elementen, zoals ijzer, de corona in in plaats van anderen, de corona zijn eigen kenmerkende elementaire signatuur geven. Het team denkt dat het mechanisme dat de elementen scheidt en materiaal aan de corona levert ook nauw gerelateerd kan zijn aan het transport van energie, en dat begrip ervan kan aanwijzingen opleveren om het hele coronale verwarmingsproces te verklaren.

"Onze waarnemingen begonnen in 2010, in de buurt van het laatste zonneminimum, en dus waren waarnemingen van het wereldwijde coronale spectrum voor een volledige zonnecyclus niet mogelijk. Het feit dat we deze variatie van de zon in een relatief korte tijdsperiode hebben gedetecteerd, benadrukt echt het belang van het observeren van sterren gedurende volledige stellaire cycli, wat we in de toekomst hopen te doen. Momenteel hebben we de neiging om alleen snapshots van sterren te hebben, maar deze missen mogelijk enkele belangrijke aanwijzingen, zei dokter Bakker.

Hoewel het een langetermijnplanning zou vereisen, de wetenschappers verwachten dat het observeren van volledige stellaire cycli nieuw inzicht zou geven in de aard van de atmosferen van sterren en hoe ze worden verwarmd tot een temperatuur van miljoenen graden.