Weinigen zouden verbaasd zijn om te horen dat de zon erg, heel heet. Aan het oppervlak, de temperatuur is enkele duizenden graden Celsius.

Maar je zou kunnen denken dat zoals een vuur, de temperatuur daalt naarmate u zich van het oppervlak verwijdert. In feite, ver weg in de corona van de zon (het buitenste deel van de atmosfeer) stijgt de temperatuur snel - tot enkele miljoenen graden. De reden is een mysterie, maar nu geloven sommige wetenschappers dat ze op het punt staan ​​erachter te komen.

Dr. Sven Wedemeyer van de Universiteit van Oslo in Noorwegen is zo'n wetenschapper. Hij werkt aan een project genaamd SolarALMA, gefinancierd door de Europese Onderzoeksraad (ERC) van de EU voor het analyseren van baanbrekende gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een uitgestrekt radio-observatorium in de Atacama-woestijn in het noorden van Chili.

Vandaag de dag, er zijn veel theoretische ideeën over hoe zoveel warmte in de corona terechtkomt. Sommige wetenschappers denken dat de warmte daarheen wordt getransporteerd door akoestische golven, terwijl anderen geloven dat de warmte wordt gegenereerd door het breken van magnetische veldlijnen - een soortgelijk fenomeen als dat achter zonnevlammen.

Maar niemand weet of slechts één van deze ideeën verantwoordelijk is, of als ze allemaal betrokken zijn in verschillende hoeveelheden.

"Vandaag, de vraag is niet hoe de warmte daar komt, maar hoe precies?" legde Dr. Wedemeyer uit. "Welk mechanisme draagt ​​het meest bij aan de afzetting van energie?"

Regenboog ui

Bestaande uit 66 radioantennes verspreid over maximaal 16 kilometer, ALMA kan de verschillende golflengten van de zon - vergelijkbaar met de verschillende kleuren in zichtbaar licht - van warmtestraling met ongekende resolutie bestuderen. In principe, elk van deze kleuren geeft inzicht in de structuur van de zon op verschillende diepten, als het afpellen van de lagen van een ui.

Het is de taak van Dr. Wedemeyer om de rekenhulpmiddelen te bedenken om de onbewerkte gegevens van ALMA om te zetten in dit soort 3D-temperatuurkaarten. Soortgelijke tools zijn al eerder ontwikkeld, voor de studie van nevels en andere astrofysische entiteiten, maar ze zijn alleen nodig geweest om veranderingen over lange perioden bij te houden.

Voor een object als de zon, die van minuut tot minuut verandert, de taak van het ontwikkelen van de tools is een stuk moeilijker. Maar Dr. Wedemeyer wijst erop dat de uitdaging een grotere beloning oplevert, omdat hij en zijn collega's niet alleen zonnebeelden kunnen genereren, maar zonnefilms.

Uit gegevens verzameld in december 2016 en april vorig jaar, de onderzoekers gebruiken hun gereedschap om hun eerste afbeeldingen en films te maken van vezelachtige warmtestructuren die veranderen in de buitenste atmosfeer van de zon.

"Het is moeilijk om precies te zeggen wanneer we een doorbraak zullen maken, maar het zal komen, "zei Dr. Wedemeyer. "Dit is de beste injectie die we hebben gehad."

Nog altijd, ALMA is niet het enige venster op het mysterie van coronale verwarming. Ruimtevaartuigen in een baan om de aarde, zoals NASA's Solar Dynamics Observatory en STEREO, kunnen ook in de structuur van de buitenste lagen van de zon duiken. zij het door verschillende golflengten af ​​te tasten.

Verloren in vertaling

De uitdaging met deze waarnemingen is dat ze niet gemakkelijk kunnen worden vergeleken met computermodellen van de zon. Bijvoorbeeld, een waarneming kan de intensiteit van de straling registreren, terwijl een rekenmodel zou kunnen werken in termen van temperatuur en dichtheid.

Professor Ineke De Moortel van de Universiteit van St. Andrews in het VK leidt een door de ERC gefinancierd project genaamd CORONALDOLLS om tussen deze parameters te vertalen. Haar doel is om unieke handtekeningen te ontdekken binnen de rekenmodellen die, indien bevestigd in de waarnemingsgegevens, bewijs zou leveren voor een bepaald verwarmingsmechanisme.

"Als we waarneembare eigenschappen vinden, we kunnen ze gaan zoeken, "zei ze. "Zo niet, en het blijkt dat verschillende verwarmingsmechanismen er in de waarnemingen hetzelfde uitzien, dan weten we dat we een andere aanpak moeten ontwikkelen."

Het vinden van een veelbetekenende handtekening van een verwarmingsmechanisme is niet eenvoudig, maar prof. De Moortel haalt zijn inspiratie uit een meer terrestrisch klinkend veld - seismologie. Net zoals seismische golven van aardbevingen ons kunnen helpen de binnenste lagen van de aarde te begrijpen, ze legt uit, dus golven die in de atmosfeer van de zon worden waargenomen, kunnen informatie geven over de structuur ervan.

Nu ze nog maar twee jaar bezig is met haar project, Prof. De Moortel heeft nog geen concrete antwoorden. Maar haar verwachtingen zijn hooggespannen.

"Het is als een grote puzzel, "zei ze. "We blijven de hele tijd kleine stukjes toevoegen."