science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Race aan de rand van de zon:ionen zijn sneller dan atomen

Zonne-prominentie genomen van SOT (Solar Optical Telescope) aan boord van de HINODE-satelliet met ongeveer 150, 000 km van de gebogen rand van de zon Credit:Hinode JAXA/NASA

Wetenschappers van de Universiteit van Göttingen, het Institut d'Astrophysique in Parijs en het Istituto Ricerche Solari Locarno hebben waargenomen dat ionen sneller bewegen dan atomen in de gasstromen van een zonneprotuberans. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift .

In de astrofysica, de 'vierde toestand' van de materie speelt een cruciale rol. Behalve solide, vloeibare en gasvormige toestanden, er is ook plasma, een opeenhoping van atomen die schilelektronen hebben verloren door botsingen of hoogenergetische straling, en worden zo ionen. Deze ionen zijn onderhevig aan magnetische krachten die elektrisch neutrale atomen niet beïnvloeden. Als er niet te veel botsingen in het plasma zijn, beide deeltjestypes kunnen onafhankelijk van elkaar stromen.

De onderzoekers zijn er nu in geslaagd om de natuurkundige verschijnselen in zo'n gedeeltelijk geïoniseerd plasma waar te nemen zonder inslagevenwicht in gasstromen van de zon. Het resultaat:in wolken boven de rand van de zon, ook bekend als protuberansen, ionen van het element strontium bewegen 22 procent sneller dan natriumatomen.

Zestien uur later, de ionen waren slechts 11 procent sneller. "Blijkbaar, de neutrale natriumatomen werden sterker meegevoerd door de strontiumionen, " zegt Dr. Eberhard Wiehr van de Universiteit van Göttingen, eerste auteur van de studie. Dit kan worden veroorzaakt door een verhoogde deeltjesdichtheid, wat de kans op impact vergroot. "In aanvulling, het stromingsgedrag van de protuberans zou in de 16 uur veranderd kunnen zijn, ' zegt Wiehr.

Zonne-prominentie van ongeveer 50, 000 km boven de zonnerand genomen bij het Observatorium van Tenerife Krediet:Dr. Eberhard Wiehr

De snellere ionen bewegen synchroon met de oscillatie van de magnetische velden. Dit houdt de prominentie in suspensie ondanks de aantrekkingskracht van de zon. Bewegingen in diepere lagen van de zon zorgen ervoor dat de magnetische krachtlijnen fluctueren. De ionen volgen onmiddellijk de omkering van de oscillatierichting, terwijl de neutrale atomen zich herhaaldelijk moeten heroriënteren met de ionen.

De onderzoekers plannen nu een systematische zoektocht naar protuberansen met geschikte oscillaties die over een langere periode kunnen worden gemeten.