Ongeveer 17 jaar geleden, J. Martin Laming, een astrofysicus bij het U.S. Naval Research Laboratory, theoretiseerde waarom de chemische samenstelling van de ijle buitenste laag van de zon verschilt van die lager. Zijn theorie is onlangs gevalideerd door gecombineerde waarnemingen van de magnetische golven van de zon vanaf de aarde en vanuit de ruimte.

Zijn meest recente wetenschappelijke tijdschriftartikel beschrijft hoe deze magnetische golven de chemische samenstelling wijzigen in een proces dat volledig nieuw is voor zonnefysica of astrofysica. maar al bekend in de optische wetenschappen, hij was het onderwerp van Nobelprijzen voor Steven Chu in 1997 en Arthur Ashkin in 2018.

Laming begon deze fenomenen te onderzoeken in het midden van de jaren negentig, en publiceerde de theorie voor het eerst in 2004.

"Het is bevredigend om te horen dat de nieuwe waarnemingen aantonen wat er 'onder de motorkap' in de theorie gebeurt, en dat het echt gebeurt op de zon, " hij zei.

De zon is opgebouwd uit vele lagen. Astronomen noemen de buitenste laag de zonnecorona, die alleen zichtbaar is vanaf de aarde tijdens een totale zonsverduistering. Alle zonneactiviteit in de corona wordt aangedreven door het magnetische veld van de zon. Deze activiteit bestaat uit zonnevlammen, coronale massa-ejecties, snelle zonnewind, en zonne-energetische deeltjes. Deze verschillende manifestaties van zonneactiviteit worden allemaal voortgeplant of getriggerd door oscillaties of golven op de magnetische veldlijnen.

"Dezelfde golven, wanneer ze de lagere zonnegebieden bereiken, de verandering in chemische samenstelling veroorzaken, die we in de corona zien als dit materiaal omhoog beweegt, " zei Laming. "Op deze manier, de coronale chemische samenstelling biedt een nieuwe manier om golven in de zonneatmosfeer te begrijpen, en nieuwe inzichten in de oorsprong van zonneactiviteit."

Christoph Englert, hoofd van de Space Science Division van het US Naval Research Laboratory, wijst op de voordelen van het voorspellen van het weer van de zon en hoe de theorie van Laming kan helpen bij het voorspellen van veranderingen in ons vermogen om op aarde te communiceren.

"We schatten dat de zon voor 91 procent waterstof is, maar de kleine fractie wordt veroorzaakt door kleine ionen zoals ijzer, silicium, of magnesium domineert de stralingsoutput in ultraviolet en röntgenstralen van de corona, " zei hij. "Als de overvloed van deze ionen verandert, de stralingsoutput verandert."

"Wat er op de zon gebeurt, heeft significante effecten op de bovenste atmosfeer van de aarde, wat belangrijk is voor communicatie- en radartechnologieën die afhankelijk zijn van over-the-horizon of grond-naar-ruimte radiofrequentievoortplanting, ' zei Englert.

Het heeft ook een impact op objecten in een baan om de aarde. De straling wordt geabsorbeerd in de bovenste atmosferische lagen van de aarde, waardoor de bovenste atmosfeer plasma vormt, de ionosfeer, en om uit te breiden en te krimpen, het beïnvloeden van de atmosferische weerstand op satellieten en orbitaal puin.

"De zon geeft ook hoogenergetische deeltjes af, Laming zei. "Ze kunnen schade toebrengen aan satellieten en andere ruimtevoorwerpen. De hoogenergetische deeltjes zelf zijn microscopisch klein, maar het is hun snelheid die ervoor zorgt dat ze gevaarlijk zijn voor elektronica, zonnepanelen, en navigatieapparatuur in de ruimte."

Englert zei dat het betrouwbaar voorspellen van zonneactiviteit een langetermijndoel is, wat vereist dat we de innerlijke werking van onze ster begrijpen. Deze laatste prestatie is een stap in die richting.

"Er is een lange geschiedenis van vooruitgang in de astronomie die technologische vooruitgang heeft veroorzaakt, helemaal teruggaan naar Galileo, "Zei Englert. "We zijn verheugd om deze traditie voort te zetten ter ondersteuning van de Amerikaanse marine."