FoodPro Preloader

Hvorfor er solens corona det heteste laget når det er lenger fra solens kjerne enn andre lag er?


Victor Pizzo, fysikist ved Rymne Miljøsenter, ved National Oceanic and Atmospheric Administration, forklarer. Det faktum at solens corona er veldig varmt - en million til to millioner kelviner i "stille" regioner, to millioner til fem millioner i magnetisk sterke aktive regioner og høyere, men likevel i solstråler - var godt etablert på 1940-tallet. Te

Victor Pizzo, fysikist ved Rymne Miljøsenter, ved National Oceanic and Atmospheric Administration, forklarer.

Det faktum at solens corona er veldig varmt - en million til to millioner kelviner i "stille" regioner, to millioner til fem millioner i magnetisk sterke aktive regioner og høyere, men likevel i solstråler - var godt etablert på 1940-tallet. Temperaturer i den kjøligere fotosfæren (den synlige overflaten av solen, hvor vi ser solflekker) og den overliggende kromosfæren (der vi best ser prominenser og den ekspanderende magnetiske strukturen i den nedre solatmosfæren), ble bestemt lenge før ved spektroskopiske observasjoner. For eksempel ble den karakteristiske strålende røde av kromosfæren sett under solformørkelser lett sporet via såkalte Balmer-linjemasser fra hydrogen til materiale på rundt 6000 kelviner. Astronomer registrerte rød og grønn linjeutslipp fra korona under formørkelser allerede i 1867, men de kunne ikke knytte dem til noen kjente laboratoriespektre. For en tid spekulerte folk at koronalutslippene skyldtes koronium, et potensielt nytt element funnet bare i solen. Til slutt ble det anerkjent at de observerte fargelinjene stammer fra det som er kjent som forbudte utslipp fra meget hete atomer (i området på en million K eller mer) som forekommer under svært rariserte forhold. Det er bare i et ultra-lavt tetthetsmedium, som korona, er kollisjoner mellom atomer så sjeldne at atombevoksninger kan opprettholdes i den riktige typen energitilstander for å muliggjøre den observerte utslipp.

Selv om disse høye koronaltemperaturene kom som en overraskelse for tidlige observatører, tok det ikke lang tid for teoretiske forklaringer på overflaten. De faller inn i tre hovedkategorier: I det første kan photosphere sammenlignes med den boblende overflaten av kokende vann; det er en seething masse av stigende og fallende kolonner av varmt væske. Og akkurat som det roende vannet gjør støy, fyller den konvektive vendingen av solflaten sin atmosfære med intense lydbølger. Således, hvis du kunne stå på solflaten, ville det ikke bare være veldig varmt, men det ville også være utrolig høyt. I det minste gjør noe av denne lyden seg oppover i coronaen, hvor dissipative prosesser skjuler lydenergien i varme. Fordi koronalmaterialet er så tynt og tynt, må bare en liten del av all lydenergi i fotosfæren bløde opp i korona og absorberes for å varme den til de observerte temperaturene.

Den andre teorien er egentlig bare en utarbeidelse av den første. Den boblende væsken i fotosfæren er gjenget av magnetfelt, hvorav noen er mange tusen ganger så intense som jordens felt, men de fleste er svakere. (Feltene nær solstråler er de sterkeste.) Tilstedeværelsen av dette magnetfeltet gjør at energien fra kokende bevegelse kan formere seg oppover på mange måter som magnetohydrodynamiske bølger. Disse er analoge med rene lydbølger, men egenskapene deres er avhengig av magnetfeltets styrke og retning. Noen av disse bølgene tillater spesielt effektiv overføring og deponering av energi, og så er favoriserte av mange teoretikere som koronas varmekilde.

Den tredje forklaringen er ganske annerledes. I dette tilfellet antas oppvarmingen skyldes samspillet mellom den magnetiske strukturen i den nedre solatmosfæren og de konvektive bevegelsene nevnt ovenfor. Solens nærliggende lag består av utallige små og store sløyfer av magnetisk fluss, og ser ut som feltlinjene som forbinder polene til en stempelmagnet. Ettersom kokende bevegelse vri og skyver fotsporene til feltlinjene rundt, fremkaller sterke elektriske strømmer langs feltlinjene. Overflatelagene kan således betraktes som en masse av strømbærende ledninger, som kommer til å bli vridd og flettet inn i en håpløst sammenflettet masse. Til slutt, etter en prosess kjent som gjenkobling (som kan betraktes som en kortslutning av ledningene), omstiller feltlinjene seg til et enklere mønster. I denne prosessen frigjøres store mengder energi for å varme opp korona.

I det minste synes alle disse hypotesene å forklare den observerte størrelsen av koronal oppvarming. Likevel er det ikke gjort de detaljerte observasjonene som er nødvendige for å skille mellom dem. I tillegg er det andre urelaterte teorier om oppvarming (forfall av nøytroner som lekker ut fra solen, avledning av hittil uobserverte massive subatomære partikler og så videre) som ikke kan utelukkes med eksisterende observasjoner eller teoretisk forståelse. Mer enn et halvt århundre etter at korona ble fastslått utvilsomt å være veldig varmt, er det ingen konsensus om hvilken bestemt mekanisme eller mekanismer som faktisk gjør eller gjør oppvarmingen.

Faktisk, gitt nåværende ekstern sensing teknikker, kan det ikke engang være mulig å få en avgjørende løsning på alle disse hypotesene. Det sikreste kurset ville være å prøve direkte det faktiske plasmaet i solatmosfæren til så lavt en høyde som praktisk. Dette ville medføre forsiktig måling av fordelingen av elektroner og ioner både når det gjelder retning og hastighet over en rekke høyder i korona. De forskjellige mekanismene som er beskrevet ovenfor antas å forlate telltale signaturer som ville være tydelige i slike målinger. Et romfartøy oppdrag for å oppnå nettopp dette målet har vært i verkene i flere tiår nå, men de teknologiske vanskelighetene som er involvert, er både skremmende og kostbare å overvinne. Uansett hva oppdragskonseptet, romfartøyet og dets instrumentering vil bli utsatt for enorme mengder varme under tilnærming til solen, så passerer solenergi atmosfæren måtte gjøres raskt. Ikke bare ville romfartøy overlevelse være et vanskelig forslag, men selv fangst av meningsfylte data (og overføringen til jorden) ville være en stor utfordring. Du kan lese mer om hva en potensiell solprosessoppgave kan se ut via linken nedenfor.

Forhåpentligvis, noen tid i nær fremtid, vil finansiering bli tilgjengelig for å støtte et slikt oppdrag for endelig å løse mysteriet om koronal oppvarming.

Det er tilbake! Totalt solformørkelse skyer fredag ​​fredag

  1. 1Watch fredagens solformørkelse fra hjemmets komfort
  2. 2 Under stavningen av den svarte solen [Lysbildefremvisning]
  3. 3Europa i månens Penumbra
  4. 4Tips for Eclipse-Watchers

Agn og bryterRussisk Team har nådd Buried Antarctic Lake, Rapporter sierLeserne svarer på september 2017-utgavenHvor skal dyrene gå som klimaendringer?Antarktiske isbreer mistet fantastisk mengde bakken i de siste åreneFlimrende Fallacy: Myten om Compact Fluorescerende Lightbulb HodepineSpacecraft oppdager partikkel akselerator på SaturnHard Rock: Asteroid Lutetia kan være et intakt igjen fra planetarisk formasjon