NASA's uitgebreide vloot van ruimtevaartuigen stelt wetenschappers in staat de zon van zeer dichtbij te bestuderen - een van de ruimtevaartuigen van het bureau is zelfs op weg om door de buitenste atmosfeer van de zon te vliegen. Maar soms kan een stapje terug doen voor nieuwe inzichten zorgen.

In een nieuwe studie, wetenschappers keken naar zonnevlekken - donkere vlekken op de zon veroorzaakt door het magnetische veld - met een lage resolutie alsof ze biljoenen kilometers verwijderd waren. Wat resulteerde was een gesimuleerd beeld van verre sterren, die ons kan helpen de stellaire activiteit en de omstandigheden voor leven op planeten die om andere sterren draaien te begrijpen.

"We wilden weten hoe een zonnevlekkengebied eruit zou zien als we het niet in een afbeelding konden oplossen, " zei Shin Toriumi, hoofdauteur van de nieuwe studie en wetenschapper aan het Institute of Space and Astronautical Science bij JAXA. "Dus, we gebruikten de zonnegegevens alsof ze van een verre ster kwamen om een ​​betere verbinding te krijgen tussen zonnefysica en stellaire fysica."

Zonnevlekken zijn vaak voorlopers van zonnevlammen - intense uitbarstingen van energie van het oppervlak van de zon - dus het monitoren van zonnevlekken is belangrijk om te begrijpen waarom en hoe zonnevlammen optreden. Aanvullend, het begrijpen van de frequentie van uitbarstingen op andere sterren is een van de sleutels tot het begrijpen van hun kans om leven te herbergen. Het hebben van een paar opflakkeringen kan helpen bij het opbouwen van complexe moleculen zoals RNA en DNA uit eenvoudigere bouwstenen. Maar te veel sterke fakkels kunnen hele atmosferen uitroeien, een planeet onbewoonbaar maken.

Om te zien hoe een zonnevlek en het effect ervan op de zonneatmosfeer eruit zou zien op een verre ster, de wetenschappers begonnen met gegevens in hoge resolutie van de zon van NASA's Solar Dynamics Observatory en JAXA/NASA's Hinode-missie. Door al het licht in elk beeld bij elkaar op te tellen, de wetenschappers hebben de afbeeldingen met hoge resolutie omgezet in afzonderlijke datapunten. Volgende datapunten aan elkaar rijgen, de wetenschappers creëerden plots hoe het licht veranderde toen de zonnevlek over het roterende gezicht van de zon ging. deze percelen, die wetenschappers lichtkrommen noemen, liet zien hoe een passerende zonnevlek op de zon eruit zou zien als deze vele lichtjaren verwijderd was.

"De zon is onze dichtstbijzijnde ster. Met behulp van zonnewaarnemingssatellieten, we kunnen handtekeningen oplossen op het oppervlak van 100 mijl breed, " zei Vladimir Airapetian, co-auteur van de nieuwe studie en astrofysicus bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Bij andere sterren krijg je misschien maar één pixel die het hele oppervlak laat zien, dus wilden we een sjabloon maken om activiteit op andere sterren te decoderen."

De nieuwe studie, gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift , keek naar eenvoudige gevallen waarin er slechts één groep zonnevlekken zichtbaar is over het hele gezicht van de zon. Hoewel NASA- en JAXA-missies al meer dan tien jaar voortdurend waarnemingen van de zon hebben verzameld, deze gevallen zijn vrij zeldzaam. Gewoonlijk zijn er ofwel meerdere zonnevlekken, zoals tijdens het zonnemaximum, waar we nu naartoe gaan - of helemaal geen. In alle jaren van gegevens, de wetenschappers vonden slechts een handvol gevallen van slechts één geïsoleerde zonnevlekgroep.

Door deze gebeurtenissen te bestuderen, de wetenschappers ontdekten dat de lichtcurven verschilden toen ze verschillende golflengten maten. Bij zichtbaar licht, wanneer een enkelvoudige zonnevlek in het centrum van de zon verschijnt, de zon is zwakker. Echter, wanneer de zonnevlekkengroep zich aan de rand van de zon bevindt, het is eigenlijk helderder vanwege faculae - heldere magnetische kenmerken rond zonnevlekken - omdat, dichtbij de rand, de hete muren van hun bijna verticale magnetische velden worden steeds zichtbaarder.

De wetenschappers keken ook naar de lichtcurven in röntgen- en ultraviolet licht, die de atmosfeer boven de zonnevlekken laten zien. Omdat de atmosferen boven zonnevlekken magnetisch worden verwarmd, de wetenschappers vonden daar op sommige golflengten opheldering. Echter, de wetenschappers ontdekten ook onverwachts dat de verwarming ook een verzwakking van het licht uit de lagere temperatuuratmosfeer zou kunnen veroorzaken. Deze bevindingen kunnen een hulpmiddel zijn om de omgeving van vlekken op de sterren te diagnosticeren.

"Tot nu toe hebben we de best-case scenario's gedaan, waar er maar één zonnevlek zichtbaar is, "Zei Toriumi. "Vervolgens zijn we van plan wat numerieke modellering te doen om te begrijpen wat er gebeurt als we meerdere zonnevlekken hebben."

Door stellaire activiteit op jonge sterren in het bijzonder te bestuderen, wetenschappers kunnen een beeld krijgen van hoe onze jonge zon eruit zou kunnen hebben gezien. Dit zal wetenschappers helpen begrijpen hoe de jonge zon - die over het algemeen zwakker maar actiever was - Venus beïnvloedde, Aarde en Mars in hun vroege dagen. Het kan ook helpen verklaren waarom het leven op aarde vier miljard jaar geleden begon, waarvan sommige wetenschappers speculeren dat het verband houdt met intense zonneactiviteit.

Het bestuderen van jonge sterren kan ook bijdragen aan het begrip van wetenschappers over de oorzaak van superflares - die 10 tot 1000 keer sterker zijn dan de grootste die de afgelopen decennia op de zon is waargenomen. Jonge sterren zijn doorgaans actiever, met superflares die bijna dagelijks plaatsvinden. Terwijl, op onze rijpere zon, ze kunnen maar eens in de duizend jaar voorkomen.

Jonge zonnen spotten die bevorderlijk zijn voor het ondersteunen van bewoonbare planeten, helpt wetenschappers die zich richten op astrobiologie, de studie van de oorsprongsevolutie, en verdeling van het leven in het heelal. Verschillende volgende generatie telescopen in productie, die in staat zal zijn om andere sterren te observeren in röntgen- en ultraviolette golflengten, zou de nieuwe resultaten kunnen gebruiken om waarnemingen van verre sterren te decoderen. Beurtelings, dit zal helpen bij het identificeren van die sterren met de juiste niveaus van stellaire activiteit voor het leven - en dat kan dan worden gevolgd door observaties van andere aanstaande missies met hoge resolutie, zoals NASA's James Webb Space Telescope.