Короналне петље, елегантне и сјајне структуре које се провлаче кроз соларну површину и у соларну атмосферу, су кључне за разумевање зашто је корона толико врућа. Да, Сунце је, и да, вруће је, али атмосфера је таква такође вруће. Загонетка зашто је соларна корона топлија од Сунчеве фотосфере, соларне физичаре је држала запосленима од средине двадесетог века, али уз помоћ савремених опсерваторија и напредних теоријских модела, сада имамо прилично добру идеју шта је узрок томе. Да ли је проблем решен? Не сасвим…
Зашто су соларни физичари ионако толико заинтересовани за соларну корону? Да одговорим на то, повући ћу одломак из мог првог икад објављеног чланка о Магазину:
…мерења короналних честица говоре да је атмосфера Сунца заправо топлија од површине Сунца. Традиционално размишљање сугерише да је то погрешно; кршиле би се свакакве врсте физичких закона. Зрак око сијалице није топлији од саме сијалице, топлота неког предмета смањује се даље што мерите температуру (заиста очигледно). Ако вам је хладно, не одмачете се од ватре, приближите јој се! - из „Хиноде Открива сунчеву искру Сунца“, Спаце Магазине, 21. децембра 2007.
Ово није само академска радозналост. Свемирско време потиче из доње соларне короне; разумевање механизама који стоје иза короналног грејања има широке импликације за предвиђање енергетских (и штетних) соларних бљескова и предвиђање интерпланетарних услова.
Дакле, проблем короналног загревања је занимљиво питање и соларни физичари су врући на трагу одговора зашто је корона толико врућа. Магнетне короналне петље су централне у овом феномену; они су у основи сунчеве атмосфере и доживљавају брзо загревање са температурним градијентом од десетина хиљада Келвина (у хромосфери) до десетина милиона Келвина (у корони) на веома краткој удаљености. Температурни градијент делује у танком прелазном подручју (ТР), који варира у дебљини, али на неким местима може бити дебео неколико стотина километара.
Ове сјајне петље вруће соларне плазме могу се лако уочити, али постоји много одступања између посматрања короне и теорије корона. Показало се да је механизам (и) одговоран за загревање петљи тешко успоставити, посебно када се покушава разумети динамика „средње температуре“ (а.к.а. „топле“) короналне петље са плазмом загрејаном на око милион Келвина. Приближавамо се решавању ове загонетке која ће помоћи свемирским временским прогнозама од Сунца до Земље, али морамо разрадити зашто теорија није иста као што је видимо.
Соларни физичари су већ неко време подељени на ову тему. Да ли се плазма короналне петље загрева повременим догађајима магнетне реконекције по дужини короналне петље? Или се греју неким другим сталним грејањем, врло ниско у корони? Или је то мало обоје?
Заправо сам провео четири године борећи се са овом проблематиком, радећи са Солар Гроуп-ом на Универзитету Валес у Абериствитх-у, али био сам на страни „сталног грејања“. Постоји неколико могућности када се разматрају механизми који стоје иза стабилног короналног загревања. Моје посебно подручје студирања било је Алфвеново стварање таласа и интеракције честица таласа (бесрамна самопромоција ... моја теза из 2006. године: Мирне короналне петље загрејане турбуленцијом, само у случају да пред собом имате резервни, досадни викенд).
Јамес Климцхук из Лабораторија за соларну физику центра за соларну летењу Годдард из Греенбелта, МН, заузима другачије мишљење и фаворизује нанофларе, импулзивни механизам грејања, али је веома свестан да могу наступити и други фактори:
“Посљедњих година постало је јасно да је гријање на коронији врло динамичан процес, али су недосљедности између опажања и теоријских модела главни извор жгаравице. Сада смо открили два могућа решења ове дилеме: енергија се ослобађа импулсивно с правом мешавином убрзања честица и директним загревањем, или се енергија ослобађа постепено врло близу соларне површине.”- Џејмс Климчук
Предвиђа се да ће нанофларе одржавати топле короналне петље на прилично стабилних 1 милион Келвина. Знамо да су петље та температура пошто емитују зрачење у екстремним ултраљубичастим (ЕУВ) таласним дужинама, а мноштво опсерваторија је изграђено или послано у свемир са инструментима осетљивим на ову таласну дужину. Свемирски инструменти као што је ЕУВ сликовни телескоп (ЕИТ; на броду НАСА / ЕСА Соларна и хелиосферна опсерваторија), НАСА-е Регион транзиције и Цоронал Екплорер (ТРАЦЕ) и недавно оперираног Јапанаца Хиноде сви су имали своје успехе, али многи пробоји короналне петље догодили су се након покретања ТРАЦЕ давне 1998. Нанофларе је врло тешко директно посматрати, јер се јављају на тако малим просторним вагама, да их тренутна инструментација не може разрешити. Међутим, близу смо, и постоји траг короналних доказа који указују на ове енергичне догађаје.
“Нанофларе могу ослобађати своју енергију на различите начине, укључујући убрзање честица, а сада разумемо да је права комбинација убрзања честица и директно загревање један од начина да се објасне опажања.”- Климчук.
Полако, али сигурно, теоријски модели и посматрања се зближавају, а чини се да су соларни физичари након 60 година покушаја близу разумевања механизама грејања иза короне. Гледајући како нанофларе и други механизми грејања могу да утичу једни на друге, врло је вероватно да постоји више од једног механизма за коронално грејање ...
У страну: Изнутра ће се нанофларе појавити на било којој висини дуж короналне петље. Иако се могу звати нанофларес, према земаљским стандардима, то су огромне експлозије. Нанофларе ослобађају енергију од 1024-1026 ерг (то је 1017-1019 Јоулес). То је еквивалент отприлике 1.600 до 160.000 атомских бомби величине Хирошиме (са експлозивном енергијом од 15 килотона), тако да нема ничега нано о тим короналним експлозијама! Али у поређењу са стандардним рендгенским сигналним факторима, Сунце ствара с времена на време са укупном енергијом од 6 × 1025 Јоулес (преко 100 милијарди атомске бомбе), видите како нанобакље добивају своје име…
Изворни извор: НАСА
