Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Sheffield heeft eerder onopgemerkt observationeel bewijs ontdekt van frequente energetische golfpulsen ter grootte van het VK, transporteren van energie van het zonneoppervlak naar de hogere zonneatmosfeer.

Magnetische plasmagolven en pulsen zijn algemeen gesuggereerd als een van de belangrijkste mechanismen die de al lang bestaande vraag zouden kunnen beantwoorden waarom de temperatuur van de zonneatmosfeer dramatisch stijgt, van duizenden tot miljoenen graden, als u zich van het zonneoppervlak verwijdert.

Er zijn veel theorieën naar voren gebracht, waaronder enkele ontwikkeld aan de Universiteit van Sheffield, bijvoorbeeld het plasma verwarmen door magnetische golven of magnetisch plasma, maar observationele validatie van de alomtegenwoordigheid van een geschikt energietransportmechanisme is tot nu toe een uitdaging gebleken.

Door innovatieve benaderingen te ontwikkelen, toegepaste wiskundigen aan het Solar Physics and Space Plasma Research Center (SP2RC) in de School of Mathematics and Statistics aan de University of Sheffield, en de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China, hebben uniek observationeel bewijs ontdekt van overvloedige energetische golfpulsen, vernoemd naar de Nobelprijswinnaar Hannes Alfvén, in de zonneatmosfeer.

Deze kortstondige Alfvén-pulsen blijken te worden gegenereerd door de meest voorkomende fotosferische plasmawervelingen ter grootte van de Britse eilanden, waarvan wordt gesuggereerd dat ze een bevolking van ten minste 150 hebben, 000 in de zonnefotosfeer op elk moment.

Professor Robertus Erdélyi (ook bekend als von Fáy-Siebenbürgen), Hoofd van SP2RC, zei:"Wervelende bewegingen zijn overal in het universum, van zinkend water in huiskranen met een afmeting van centimeters, tornado's op aarde en op de zon, zonnestralen en spiraalstelsels met een grootte tot 520, 000 lichtjaren. Dit werk heeft laten zien, Voor de eerste keer, het observationele bewijs dat alomtegenwoordige wervelingen in de zonneatmosfeer kortstondige Alfvén-pulsen kunnen genereren.

"De gegenereerde Alfvén-pulsen dringen gemakkelijk de zonneatmosfeer binnen langs cilinderachtige magnetische fluxbuizen, een vorm van magnetisme een beetje zoals bomen in een bos. De pulsen kunnen helemaal omhoog gaan en de top van de chromosferische zonnelagen bereiken, of, zelfs daarbuiten."

Alfvén-modi zijn momenteel erg moeilijk direct waar te nemen, omdat ze tijdens hun reis door een gemagnetiseerd plasma geen lokale intensiteitsconcentraties of verdunningen veroorzaken. Ze zijn qua waarneming moeilijk te onderscheiden van sommige andere soorten magnetische plasmamodi, zoals de bekende transversale magnetische plasmagolven, vaak knikmodi genoemd.

"De energieflux die wordt gedragen door de Alfvén-pulsen die we nu hebben gedetecteerd, wordt geschat op meer dan 10 keer hoger dan die nodig is voor het verwarmen van de lokale bovenste zonnechromosfeer, " zei Dr. Jiajia Liu, postdoctoraal onderzoeksmedewerker.

"De chromosfeer is een relatief dunne laag tussen het zonneoppervlak en de extreem hete corona. De zonnechromosfeer verschijnt als een rode ring rond de zon tijdens totale zonsverduisteringen."

Professor Erdélyi voegde toe:"Het is al een lange tijd een fascinerende vraag voor de wetenschappelijke gemeenschap - hoe de zon en vele andere sterren energie en massa leveren aan hun bovenste atmosferen. Onze resultaten, als onderdeel van een spannende samenwerking tussen het VK en China, waarbij onze allerbeste wetenschappers in de vroege carrière betrokken zijn, zoals Drs Jiagia Liu, Chris Nelson en Ben Sneeuw, zijn een belangrijke stap voorwaarts in het aanpakken van de levering van de benodigde niet-thermische energie voor zonne- en astrofysische plasmaverwarming.

"We geloven, deze fotosferische magnetische plasmawervelingen ter grootte van het VK zijn ook veelbelovende kandidaten, niet alleen voor energie, maar ook voor massatransport tussen de onderste en bovenste lagen van de zonneatmosfeer. Ons toekomstig onderzoek met mijn collega's bij SP2RC zal zich nu richten op deze nieuwe puzzel. "