Voor de eerste keer, Torsiegolven van Alfvén zijn rechtstreeks waargenomen in de zonnecorona door een team van onderzoekers van de Universiteit van Oslo en de Universiteit van Warwick. De ontdekking werpt licht op de oorsprong van magnetische golven en hun rol bij de verwarming van de corona van de zon.

Net als een vijver met water, de zonneatmosfeer, gevuld met gemagnetiseerd plasma, kan verschillende golven ondersteunen. Zuiver magnetische golven, ook bekend als Alfvén-golven, werden in 1942 voorspeld door de Zweedse plasmafysicus Hannes Alfvén, die later in 1970 een Nobelprijs ontving.

Men denkt dat Alfvén-golven een belangrijke rol spelen bij de verwarming van de buitenste atmosfeer van de zon, de corona. De corona bereikt temperaturen van miljoenen graden. Echter, het zichtbare oppervlak van de zon is veel koeler, bij temperaturen van slechts 6000 graden. Gezond verstand suggereert dat de temperatuur zou moeten dalen naarmate we verder verwijderd zijn van een warm object. Dit, echter, is niet van toepassing in de zonneatmosfeer. Dankzij hun eigenschappen Alfvén-golven zijn in staat om energie efficiënt van de lagere zonneatmosfeer helemaal naar de corona te transporteren. In structuren op de zon, ze manifesteren zich als een torsiebeweging van het magnetische veld in wisselende richtingen - dit is vergelijkbaar met de beweging van een roterende slinger in een jubileumklok. Zij zijn, echter, notoir moeilijk te detecteren, omdat ze alleen te zien zijn in zonnespectra in de emissie afkomstig van atomen in de zonneatmosfeer. De golflengte van de emissie wordt verstoord door de golven als een sirene die van toonhoogte verandert wanneer hij de waarnemer passeert. Tot nu toe, het was onduidelijk of er torsiegolven van Alfvén aanwezig waren in de zonnecorona, of hoe ze zijn ontstaan.

Het magnetische veld van de zon wordt continu verdraaid en gevlochten door de dynamische bewegingen in de onderste lagen van de zonneatmosfeer. Als zo'n verwrongen structuur wordt gedestabiliseerd, het kan uitbarsten en opnieuw verbinding maken met het omringende magnetische veld via een proces dat bekend staat als magnetische herverbinding. Het team van wetenschappers onder leiding van Dr. Petra Kohutova van de Universiteit van Oslo (Noorwegen) is erin geslaagd een dergelijke gebeurtenis in het oostelijke deel van de zon tot in detail te observeren. Tijdens de uitbarsting, energie opgebouwd in het magnetische veld werd vrijgegeven in de corona, overschrijding van het magnetische veldevenwicht en het veroorzaken van een grootschalige torsiegolf van Alfvén.

Om de gebeurtenis te analyseren, de onderzoekers combineerden de gegevens van twee ruimteobservatoria van NASA:de Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) en de Solar Dynamic Observatory (SDO). Ze waren in staat om informatie over de beweging van het zonneplasma tijdens de uitbarsting uit de zonnespectra te halen en deze te koppelen aan de dynamiek die te zien is in beeldgegevens. Door zowel beeldvorming als spectrale handtekeningen te combineren, hebben ze een duidelijk bewijs verkregen voor het genereren van een torsiegolf die de magnetische energie wegvoerde van de herverbindingslocatie naar de corona.

"Naast het feit dat we voor het eerst rechtstreeks torsiegolven van Alfvén in de zonnecorona hebben waargenomen, we hebben ook aangetoond dat magnetische herverbinding kan leiden tot het genereren van dergelijke golven, " zegt dr. Kohutova.

Omdat de lagere zonneatmosfeer gevuld is met kleinschalige gedraaide magnetische structuren, een dergelijk golfopwekkingsmechanisme is waarschijnlijk heel gebruikelijk.

"Dit is een belangrijke ontdekking, omdat we kunnen concluderen dat de alomtegenwoordige herverbindingsgebeurtenissen die plaatsvinden in de zonneatmosfeer Alfvén-golven op wereldschaal kunnen opwekken, " vervolgt Dr. Kohutova.

Een grote ruimtelijke en spectrale resolutie is echter nodig voor de telescopen om dergelijke gebeurtenissen te kunnen detecteren. De 4 meter lange Daniel K. Inouye zonnetelescoop, de grootste zonnetelescoop ter wereld, onlangs gebouwd in Hawaï, zou astronomen de ontbrekende stukjes van de coronale verwarmingspuzzel kunnen geven.