Wetenschappers hebben kikkervisjesvormige jets ontdekt die uit gebieden met intense magnetische velden op de zon komen. In tegenstelling tot degenen die op aarde leven, deze "kikkervisjes" - formeel pseudo-shocks genoemd - zijn volledig gemaakt van plasma, het elektrisch geleidende materiaal gemaakt van geladen deeltjes die naar schatting 99 procent van het waarneembare heelal uitmaken. De ontdekking voegt een nieuwe aanwijzing toe aan een van de langst bestaande mysteries in de astrofysica.

Al 150 jaar proberen wetenschappers erachter te komen waarom de piekerige bovenste atmosfeer van de zon - de corona - meer dan 200 keer heter is dan het zonneoppervlak. Deze regio, die zich miljoenen mijlen uitstrekt, raakt op de een of andere manier oververhit en laat voortdurend sterk geladen deeltjes vrij, die met supersonische snelheden door het zonnestelsel racen.

Wanneer die deeltjes de aarde ontmoeten, ze kunnen satellieten en astronauten schaden, telecommunicatie verstoren, en zelfs interfereren met elektriciteitsnetten tijdens bijzonder sterke evenementen. Begrijpen hoe de corona zo heet wordt, kan ons uiteindelijk helpen de fundamentele fysica achter deze verstoringen te begrijpen.

In recente jaren, wetenschappers hebben grotendeels gedebatteerd over twee mogelijke verklaringen voor coronale verwarming:nanoflares en elektromagnetische golven. De nanoflare-theorie stelt bomachtige explosies voor, die energie afgeven aan de zonneatmosfeer. Broers en zussen van de grotere zonnevlammen, ze zullen naar verwachting optreden wanneer magnetische veldlijnen zich explosief opnieuw verbinden, het vrijgeven van een golf van hete, geladen deeltjes. Een alternatieve theorie suggereert dat een soort elektromagnetische golf, Alfvén-golven genaamd, geladen deeltjes de atmosfeer in kan duwen zoals een oceaangolf die een surfer duwt. Wetenschappers denken nu dat de corona kan worden verwarmd door een combinatie van dit soort fenomenen, in plaats van een enkele alleen.

De nieuwe ontdekking van pseudo-schokken voegt een andere speler toe aan dat debat. Bijzonder, het kan op bepaalde tijden warmte aan de corona bijdragen, namelijk wanneer de zon actief is, zoals tijdens zonnemaxima - het meest actieve deel van de 11-jarige cyclus van de zon, gekenmerkt door een toename van zonnevlekken, zonnevlammen en coronale massa-ejecties.

De ontdekking van de zonne-kikkervisjes was enigszins toevallig. Bij het onlangs analyseren van gegevens van NASA's Interface Region Imaging Spectrograph, of IRIS, wetenschappers merkten unieke langwerpige jets op uit zonnevlekken ¬— koel, magnetisch actieve gebieden op het oppervlak van de zon - en stijgende 3, 000 mijl omhoog in de binnenste corona. de straaljagers, met volumineuze koppen en ijle staarten, zagen er voor de wetenschappers uit als kikkervisjes die door de lagen van de zon omhoog zwommen.

"We waren op zoek naar golven en plasma-ejecta, maar in plaats daarvan, we merkten deze dynamische pseudo-schokken, zoals losgekoppelde plasmastralen, die niet als echte schokken zijn, maar zeer energiek om de stralingsverliezen van de zon te compenseren, " zei Abhishek Srivastava, wetenschapper aan het Indian Institute of Technology (BHU) in Varanasi, Indië, en hoofdauteur van de nieuwe paper in Natuurastronomie .

Met behulp van computersimulaties die overeenkomen met de gebeurtenissen, ze bepaalden dat deze pseudo-schokken genoeg energie en plasma konden bevatten om de binnenste corona te verwarmen.

De wetenschappers geloven dat de pseudo-schokken worden uitgeworpen door magnetische herverbinding - een explosieve verstrengeling van magnetische veldlijnen, die vaak voorkomt in en rond zonnevlekken. De pseudo-schokken zijn tot nu toe alleen waargenomen rond de randen van zonnevlekken, maar wetenschappers verwachten dat ze ook in andere sterk gemagnetiseerde regio's zullen worden gevonden.

In de afgelopen vijf jaar, IRIS heeft de zon in de gaten gehouden in zijn 10, 000-plus banen rond de aarde. Het is een van de vele in NASA's naar de zon starende vloot die de afgelopen twee decennia voortdurend de zon heeft waargenomen. Samen, ze werken aan het oplossen van het debat over coronale verwarming en het oplossen van andere mysteries die de zon bewaart.

"Vanaf het begin, het wetenschappelijk onderzoek van IRIS heeft zich gericht op het combineren van waarnemingen met hoge resolutie van de zonneatmosfeer met numerieke simulaties die essentiële fysieke processen vastleggen, " zei Bart De Pontieu, onderzoeker bij Lockheed Martin Solar &Astrophysics Laboratory in Palo Alto, Californië. "Dit artikel is een mooie illustratie van hoe een dergelijke gecoördineerde aanpak kan leiden tot nieuwe fysieke inzichten in wat de dynamiek van de zonneatmosfeer aandrijft."

Het nieuwste lid van NASA's heliofysica-vloot, Parker zonnesonde, kan misschien wat extra aanwijzingen geven voor het coronale verwarmingsmysterie. Gelanceerd in 2018, het ruimtevaartuig vliegt door de zonnecorona om te volgen hoe energie en warmte door het gebied bewegen en om te onderzoeken wat de zonnewind en zonne-energiedeeltjes versnelt. Kijkend naar verschijnselen ver boven het gebied waar pseudo-schokken worden gevonden, Het onderzoek van Parker Solar Probe hoopt licht te werpen op andere verwarmingsmechanismen, zoals nanovlammen en elektromagnetische golven. Dit werk vormt een aanvulling op het onderzoek dat met IRIS is uitgevoerd.

"Dit nieuwe verwarmingsmechanisme kan worden vergeleken met de onderzoeken die Parker Solar Probe zal doen, " zei Aleida Higginson, plaatsvervangend projectwetenschapper voor Parker Solar Probe bij het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. "Samen zouden ze een alomvattend beeld kunnen geven van coronale verwarming."