Niezwykłe tornada plazmowe odkryte na powierzchni Słońca pięć lat temu okazały się niepodobne do ziemskich wirów, ich pierwsze trójwymiarowe zdjęcia pokazały, że stoją nieruchomo, nie obracając się. Stwierdzili to naukowcy podczas przemówienia na Europejskim Tygodniu Astronomii i Nauki w brytyjskim Liverpoolu.
„Odkryliśmy, że pojawienie się tych tornad jest mylące. W rzeczywistości pole magnetyczne w nich nie jest wydłużane w pionie, jak założyliśmy, ale w poziomie, a plazma porusza się głównie w tym samym kierunku. Struktury te zmieniły się w „tornada” na obrazach SDO z powodu zniekształceń związanych z kątem, z którego na nie patrzymy”- powiedział Nicholas Labross (Nicholas Labross) z Uniwersytetu w Glasgow w Szkocji.
Wysoka temperatura korony, najwyższej warstwy atmosfery słonecznej, wciąż pozostaje tajemnicą dla astrofizyków. Podstawowe warstwy Słońca - chromosfera i fotosfera - są podgrzewane do temperatury dziesięciu tysięcy stopni Kelvina. W warstwie granicznej między koroną a fotosferą o grubości kilku kilometrów temperatura ta wzrasta setki tysięcy razy i osiąga miliony stopni Kelvina.
Pełne wyjaśnienie tego zjawiska, które nie budzi wątpliwości większości naukowców, jeszcze nie istnieje. Wielu astronomów uważa, że atmosfera Słońca jest podgrzewana przez potężne wyrzuty i rozbłyski plazmy, które okresowo pojawiają się na jego powierzchni w miejscach, gdzie pojawiają się wypukłości i ich młodsze „siostry” - drzazgi, ale nie znaleziono na to jednoznacznych dowodów.
Jak twierdzi Labrosse, pierwsze wskazówki dotyczące mechanizmu nagrzewania koronowego zostały odkryte, jak sądzili wówczas naukowcy, w marcu 2012 roku przez kamery sondy SDO badające koronę słoneczną od lutego 2010 roku.
Badając fundamenty sąsiedztwa wypukłości, brytyjscy astronomowie byli w stanie znaleźć kilka gigantycznych struktur magnetycznych podobnych do tornada. Te ogniste wiry, w których materia poruszała się z prędkością 300 tysięcy kilometrów na godzinę, nie stały w miejscu, ale „szły” po powierzchni luminarza, unosząc materię z jej głębi do sfery koronowej po spiralnej trajektorii.
Ten ruch, przypominający ruch powietrza wewnątrz ziemskich huraganów, naukowcy uznali później za jeden z głównych mechanizmów nagrzewania i przyspieszania materii w koronie Słońca, z czym jednak wielu innych astrofizyków się nie zgadzało. Labrosse i jego koledzy znaleźli pierwszy dowód na to, że tak naprawdę nie jest, tworząc pierwszą trójwymiarową mapę tych plazmowych „tornad”.
Aby to zrobić, naukowcy wykorzystali fakt, że każda szybko poruszająca się materia emitująca światło będzie wyglądać nieco inaczej, gdy będzie się poruszać w naszym kierunku i od nas. Zgodnie z tą zasadą, którą fizycy nazywają „efektem Dopplera”, w pierwszym przypadku wyda nam się on bardziej „niebieski”, aw drugim - bardziej „czerwony”.
Film promocyjny:
Kamery SDO nie mogą być używane do pomiaru widma słonecznego z dużą dokładnością, dlatego Labross i jego zespół musieli połączyć obrazy z sondy NASA z danymi uzyskanymi w tym samym czasie za pomocą japońskiego orbitującego teleskopu Hinode, który jest wyposażony w ultraczułe spektrometry.
Mierząc siłę efektu Dopplera w różnych częściach słonecznego „tornada”, naukowcy nieoczekiwanie odkryli, że nie patrzyli tak, jak sobie to wyobrażali na zdjęciach SDO. Okazało się, że żarząca się plazma porusza się w nich nie w górę po spirali, ale po okręgu, w rzeczywistości pozostając na tej samej wysokości w stosunku do powierzchni gwiazdy.
Ten sposób ruchu plazmy, jak wyjaśniają astrofizycy, sugeruje, że struktury te są podobne w swojej rzeczywistej postaci nie do tornad, ale do grubych nici lub „włosów”, które nie różnią się budową od zwykłych wypukłości. Innymi słowy, na Słońcu nie ma tornad i nie mogą one uczestniczyć w nagrzewaniu się korony, co sprowadza naukowców z powrotem do tej tajemnicy - podsumowuje Labrosse.