Astronómovia vyriešili záhadu, prečo je slnečná koróna teplejšia ako slnečný povrch, ktorý ju vyžaruje
Najväčšia simulácia svojho druhu odhalila jedinečné procesy, ktoré vplývajú na ohrev solárnej korony.
Atmosféra, ktorá obklopuje povrch Slnka sa nazýva solárna korona a môže byť niekoľkonásobne horúcejšia, ako je povrch našej centrálnej hviezdy. Hoci to ide proti „sedliackemu rozumu“, výskumníci z laboratória Princeton Plasma Physics prišli na to, prečo to tak je.
Ich štúdia, ktorá bola publikovaná 23. decembra môže pomôcť vyriešiť nielen záhady nášho Slnka, ale aj iných astrofyzikálnych javov, napríklad formáciu nových hviezd alebo obrovské magnetické polia, ktoré môžeme vo vesmíre objaviť. Čo je však dôležitejšie, výskum pomôže lepšie predpovedať vrtochy solárneho počasia, ktoré môžu poškodiť naše satelity a spôsobiť výpadky elektriny a mobilných služieb.
„V rámci štúdie sme vytvorili priamu numerickú simuláciu. Tá je prvou svojho druhu, ktorá dokáže jasne identifikovať teplotné mechanizmy v 3D priestore,“ vyjadril sa Chuanfei Dong, autor simulácie.
Podarilo sa mu odhaliť záhadu solárnej korony tým, že Slnko skúmal 200-miliónov hodín počítačového času v najväčšej simulácii svojho druhu. Ani moderné teleskopy nemajú dostatočne vysoké rozlíšenie na to, aby odhalili drobné procesy, ktoré na Slnku prebiehajú. Prečo je však korona horúcejšia ako povrch hviezdy?
„Výskumníci odhalili predtým skrytý proces zahrievania, ktorý pomáha vysvetliť, ako môže byť atmosféra obklopujúca Slnko nazývaná „slnečná koróna“ oveľa teplejšia ako slnečný povrch, ktorý ju vyžaruje.“, píše sa v publikovanej správe.
Magnetická rekonekcia je kľúčom
Podľa Dongovho výskumu za to môže proces, ktorý sa nazýva magnetická rekonekcia. Magnetické polia na Slnku sa môžu v pomerne búrlivom procese „zlomiť“ a následne sa opäť prepájajú.
Rapídne prepojenie línií magnetického poľa Slnka premieňa veľkú turbulentnú energiu na menšiu internú energiu. V tomto prípade sa energia pretvára na teplo a ohrieva solárnu koronu.
Neprehliadnite
„Tento proces vyzerá podobne ako keď vlejete smotanu do kávy. Z malých kvapôčok sa neskôr stanú pokrútené „rezance“ a podobne funguje aj magnetické pole Slnka. V prípade solárneho magnetického poľa však vzniká kaskádová reakcia, ktorá vyústi v ohrievanie korony,“ prirovnáva Dong.
Najväčšia simulácia svojho druhu
Autor štúdie vytvoril najväčšiu simuláciu solárnych turbulencii svojho druhu. Ako sme už spomínali, jeho simulácia zachytáva 200-milionov hodín solárnej evolúcie. Využil na to 200-miliónov procesorov, ktoré sa nachádzajú vo výpočtovom stredisku NASA Advanced Supercomputing Facility. Na základe tejto enormnej štúdie mohol Dong po prvýkrát priniesť nevyvrátiteľné dôkazy o procesoch, o ktorých sa doteraz len teoretizovalo.
Výskumníci zároveň tvrdia, že táto simulácia pomôže aj pri skúmaní ďalších astrofyzikálnych procesov. Presné mechanizmy, ktoré sa objavujú pri presune energie z väčších škál na menšie totiž môžu byť kľúčom aj k ďalším pretrvávajúcim kozmickým záhadám.
Keď nastáva magnetická rekonekcia, vznikajú drobné pokrútené línie, ktoré sa označujú ako plazmoidy. Čím viac plazmoidy rastú, tým viac sa podporuje presun energie z veľkých škál do menších. Na malých škálach sa dokáže energia premeniť na termálnu a výrazným spôsobom ohrievať solárnu koronu.
Na základe výsledkov tejto práce sa môžu výskumníci pozrieť na iné astrofyzikálne systémy prostredníctvom nových teleskopov či vesmírnych misií. Tie by mohli priniesť viac informácií nielen o našej hviezde, ale aj ostatných hviezdach vo vesmíre.
Komentáre