Universe Today heeft het belang onderzocht van het bestuderen van inslagkraters, planetaire oppervlakken, exoplaneten en astrobiologie, en wat deze disciplines zowel onderzoekers als het publiek kunnen leren over het vinden van leven buiten de aarde. Hier zullen we het fascinerende gebied van de zonnefysica (ook wel heliofysica genoemd) bespreken, inclusief waarom wetenschappers het bestuderen, de voordelen en uitdagingen van het bestuderen ervan, wat het ons kan leren over het vinden van leven buiten de aarde, en hoe aankomende studenten het bestuderen van zonne-energie kunnen voortzetten. natuurkunde. Waarom is het zo belangrijk om de zonnefysica te bestuderen?

Prof. Maria Kazachenko, een zonne-astrofysicus en assistent-professor bij de afdeling Astrophysical &Planetary Science van de Universiteit van Colorado, Boulder, vertelt Universe Today:"De zonnefysica bestudeert hoe onze zon werkt, en onze zon is een ster. We moeten begrijpen hoe onze thuisster om verschillende redenen werkt. Ten eerste zijn sterren de bouwstenen van ons universum. Zelfs wij zijn gemaakt van sterrenstof. Ten tweede levert onze zon energie voor het leven en beïnvloedt hij ons leven hier op aarde (ruimteweer, digitale veiligheid, astronauten Om veilig te zijn, moeten we dus onze ster begrijpen. Ten slotte is de zon de enige ster waar we hoogwaardige kaarten van magnetische velden kunnen verkrijgen, die de steractiviteit definiëren onze veiligheid in de ruimte en voor het begrijpen van het universum."

Het vakgebied van de zonnefysica dateert uit het Babylonië van 1300 v.Chr., waar astronomen talrijke zonsverduisteringen documenteerden, en uit Griekse gegevens blijkt dat de Egyptenaren zeer bedreven werden in het voorspellen van zonsverduisteringen. Bovendien documenteerden oude Chinese astronomen in totaal 37 zonsverduisteringen tussen 720 voor Christus en 480 voor Christus, en hielden ze ook gegevens bij over het waarnemen van zichtbare zonnevlekken rond 800 voor Christus. Zonnevlekken werden voor het eerst waargenomen door verschillende internationale astronomen die telescopen gebruikten in 1610, waaronder Galileo Galilei, wiens tekeningen tot op de dag van vandaag bewaard zijn gebleven.

Momenteel worden onderzoeken naar de zonnefysica uitgevoerd door telescopen en observatoria op de grond en in de ruimte, waaronder de Daniel K. Inouye Solar Telescope van de National Science Foundation (NSF) op Hawaï en de Parker Solar Probe van NASA, waarbij de laatste binnen 7,26 komt. miljoen kilometer (4,51 miljoen mijl) van het oppervlak van de zon in september 2023. Maar wat zijn, met al deze geschiedenis en wetenschappelijke instrumenten, enkele van de voordelen en uitdagingen van het bestuderen van de zonnefysica?

Prof. Kazachenko vertelt aan Universe Today dat enkele van de wetenschappelijke voordelen van het bestuderen van de zonnefysica “overvloedige observaties en veel wetenschappelijke problemen om aan te werken omvatten; voordelen van interdisciplinair onderzoek (sterrenfysica, exoplanetengemeenschappen)” waarbij enkele van de wetenschappelijke uitdagingen voortkomen uit de noodzaak om teledetectie te gebruiken, wat soms kan leiden tot verkeerde interpretatie van gegevens.

Met betrekking tot de professionele aspecten vertelt prof. Kazachenko aan Universe Today dat enkele van de voordelen onder meer zijn:"een kleine en vriendelijke gemeenschap, een grote verscheidenheid aan onderzoeksproblemen die vertrouwen op verbazingwekkende nieuwe observaties en complexe simulaties, het vermogen om aan verschillende soorten problemen te werken (instrumentatie, ruimteweer operatie, onderzoek)" met enkele van de professionele uitdagingen, waaronder het vinden van een vaste baan, wat volgens haar "zoals overal in de wetenschap" is.

Zoals opgemerkt omvat de studie van de zonnefysica het onderzoeken van ruimteweer, dat wil zeggen wanneer de zonnewind in wisselwerking staat met de aarde, in het bijzonder met ons magnetisch veld, wat resulteert in de prachtige aurorae die worden waargenomen op de hoge noordelijke en zuidelijke breedtegraden. Af en toe is de zonnewind sterk genoeg om grote schade aan te richten aan satellieten en zelfs elektriciteitsnetten over het hele aardoppervlak uit te schakelen.

Dit werd gedemonstreerd met de Carrington Event op 1 en 2 september 1859, toen branden in telegraafstations over de hele wereld werden gemeld, samen met ook verschillende sterke aurora-waarnemingen. Hoewel deze gebeurtenis plaatsvond terwijl het magnetische veld van de aarde de binnenkomende zonnewind grotendeels afwendde, zou het leven op deze planeet gedoemd kunnen zijn zonder dat ons magnetische veld ons beschermt. Wat kan de zonnefysica ons daarom leren over het vinden van leven buiten de aarde?

Prof. Kazachenko vertelt aan Universe Today:“De zon kan ons vertellen over stellaire activiteit, inclusief uitbarstingen en coronale massa-uitstoten die cruciaal kunnen zijn voor het ontstaan ​​van leven op de planeten. Hoe vaak komen deze uitbarstingen voor? Hoe sterk kunnen ze zijn? Sommige uitbarstingen zijn uitbarstingen (waarbij de ster achterblijft) en andere blijven beperkt (waarbij het uitgebarsten plasma op de ster blijft) Waarom observeren we vooral beperkte uitbarstingen op andere sterren? , stellaire dynamo)."

Zoals de meeste wetenschappelijke disciplines omvat de zonnefysica onderzoekers met talloze achtergronden, waaronder de bovengenoemde exoplaneetgemeenschappen, maar omvat ook standaardfysica, astrofysica, informatica, plasmafysica en vloeistofdynamica, om er maar een paar te noemen. Het is door voortdurende gezamenlijke en innovatieve inspanningen vanuit deze achtergronden dat onderzoekers niet alleen onze eigen zon kunnen bestuderen, maar ook zonnen in andere zonnestelsels in de hele kosmos. Welk advies kan prof. Kazachenko daarom aankomende studenten bieden die zonnefysica willen gaan studeren?

"Wees moedig, ambitieus en werk hard", vertelt prof. Kazachenko aan Universe Today. "Praat met studenten en wetenschappers die in het veld werken en wees niet bang om contact op te nemen met wetenschappers met wie je graag zou willen samenwerken. Werk aan je wiskundige en communicatieve vaardigheden."

Zoals opgemerkt zijn zonsverduisteringen een belangrijk facet van het bestuderen van de zonnefysica, aangezien ze al duizenden jaren door een groot aantal beschavingen over de hele wereld worden waargenomen en gedocumenteerd. De Heilige Graal van eclipsen zijn totale zonsverduisteringen, dat wil zeggen wanneer de maan de zon volledig blokkeert, wat zonnefysici een zeldzame kans biedt om coronale massa-ejecties waar te nemen en te bestuderen, waarvan prof. Kazachenko vermeldt dat ze van vitaal belang kunnen zijn voor het ontstaan ​​van leven. /P>

De komende totale zonsverduistering die over een paar maanden de Verenigde Staten zal doorkruisen, zal wetenschappers zelfs nog grotere mogelijkheden bieden om de vele eigenschappen van de zon te bestuderen, zelfs meer dan de totale zonsverduistering van 2017. Voor deze aanstaande zonsverduistering is prof. Kazachenko van plan een expeditie "Eclipses en la Frontera" naar Eagle Pass, Texas te leiden, samen met het Education &Public Outreach Team van het National Solar Observatory.

Prof. Kazachenko vertelt aan Universe Today:"We hebben zo'n geweldige tijd gehad tijdens de ringvormige zonsverduistering (in oktober 2023), dus nu komen we terug voor de totaliteit."

Prof. Kazachenko vervolgt:“De zonsverduistering op 8 april 2024 staat voor de deur. Het is een levensveranderende ervaring. Niet omdat ik een zonnefysicus ben, maar omdat je hierdoor het gevoel krijgt dat je deel uitmaakt van het universum. De beste plaats om het in de VS te zien is Texas (bijvoorbeeld San Antonio, Austin of Dallas), omdat het tijdens de rest van het eclipspad bewolkt kan zijn."

Aangeboden door Universe Today