4 Minutės
Saulė slėpė erzinančią paslaptį akivaizdžiai. Jos paviršius siekia apie 5 500 laipsnių Celsijaus, tačiau korona, ta vaiduokliška išorinė atmosfera, tįstanti milijonais kilometrų į kosmosą, įkaitusi virš 1 milijono laipsnių. Dešimtmečiais saulės fizikai grumiasi su tuo pačiu klausimu: kaip išorinis sluoksnis tampa daug karštesnis už pačią žvaigždės paviršių?
Dabar tyrėjai teigia, jog pagaliau užfiksavo vieną iš pagrindinių įtariamųjų. Naudodami Danielio K. Inouye Saulės teleskopą Havajuose, galingiausią saulės teleskopą Žemėje, mokslininkai tiesiogiai aptiko sunkiai pagautus besisukančius magnetinius judesius, vadinamus torsijinėmis Alfveno bangomis, Saulės koronoje. Šis radinys, paskelbtas žurnale Gamta Astronomija, pateikia papildomų argumentų vienam iš įtikinamiausių ilgalaikės koronos įkaitimo problemos paaiškinimų.
Šias bangas pirmą kartą 1942 m. prognozavo švedų fizikas Hannesas Alfvenas. Paprastai tariant, tai sukimosi sutrikimai, sklindantys per plazmą palei magnetinio lauko linijas, sukinėdami tas nematomas struktūras pirmyn ir atgal tarsi susuktą spyruoklę. Mokslininkai ilgai įtarė, kad jos gali pernešti milžiniškus energijos kiekius aukštyn per Saulės atmosferą. Problema buvo įrodyti, kad jos iš tikrųjų egzistuoja.
Tai nebuvo lengva. Korona susideda iš labai įkaitintos plazmos, būsenos, kai atomai surenka tiek energijos, kad elektronai atsiskiria nuo branduolių, palikdami krūvintų dalelių jūrą, kuri stipriai reaguoja į magnetizmą. Tokioje aplinkoje plazma tįsta siaurais magnetiniais kanalais, dažnai vadinamais srautų vamzdeliais. Tokiose struktūrose grynasis Alfveno požymis nėra šoninis svyravimas, o sukimas.
Ką teleskopas pagaliau užfiksavo
Lūžis įvyko dėka teleskopo Kriogeninio artimosios infraraudonosios spektropolarimetro, arba Cryo-NIRSP, instrumento, sukonstruoto tirti koronos smulkias magnetines ir plazmines struktūras išskirtiniu tikslumu. Vadovaujama profesoriaus Richardo Mortono iš Northumbria universiteto, komanda sekė maždaug 1,6 milijono laipsnių Celsijaus įkaitintą geležį ir sukūrė būdą atskirti sukimo judesius nuo daug akivaizdesnių svyravimų, kurie paprastai dominuoja vaizde.
Mortonas sakė, kad paieškos tęsėsi nuo 1940-ųjų, ir komanda dabar galėjo tiesiogiai stebėti, kaip koronos magnetinės lauko linijos suka pirmyn ir atgal. Tai svarbu, nes svyruojančios bangos ir sukimosi bangos nėra tas pats. Lenkimosi bangos stumia visą magnetinę struktūrą iš šono į šoną. Torsijiniai Alfveno svyravimai sukinėja jas aplink savo ašį.
Norėdami užfiksuoti tą paslėptą sukimą, tyrėjai rėmėsi spektroskopija, kuri matuoja, kaip materija sąveikauja su šviesa. Saulės stebėjimuose judanti plazma šiek tiek pakeičia bangos ilgį dėl Doplerio reiškinio. Materija judanti link Žemės parodo mėlyną poslinkį. Materija tolstanti parodo raudoną poslinkį. Kai priešingi signalai pasirodo abiejose tos pačios magnetinės struktūros pusėse, jie atskleidžia sukimą, kuris kitaip liktų nematomas.
Būtent tai ir parodė duomenys. Net ramioje koronoje, toli nuo smarkiausių Saulės protrūkių, šios torsijinės Alfveno bangos, regis, yra nuolatinės.
Išmatuotos amplitudės yra palyginti nedidelės, tačiau tyrėjai įspėja, kad bangų tikroji jėga greičiausiai yra nuvertinama dėl stebėjimų rinkimo metodo. Net turint šį apribojimą, bangos gali nešti reikšmingą dalį energijos, reikalingos koronos įkaitinimui ir saulės vėjo paleidimui.
Tai turi pasekmių gerokai už saulės teorijos ribų. Saulės vėjas yra viršgarsinis krūvintų dalelių srautas, tekančių nuo Saulės į išorę, formuojantis heliosferą ir veikdamas sąlygas visoje Saulės sistemoje. Kai kartu juda magnetiniai sutrikimai, jie gali trukdyti palydovams, GPS, radijo ryšiams ir net elektros tinklams Žemėje.
Štai kodėl šis atradimas yra daugiau nei įdomus astrofizikos faktas. Jis stiprina fizinius modelius, kuriais mokslininkai aiškina, kaip energija keliauja per Saulės atmosferą ir kaip Alfveno bangų sukelta turbulencija gali maitinti tiek koronos įkaitimą, tiek patį saulės vėją. Tai taip pat gali padėti paaiškinti paslaptingus magnetinius apsisukimus, aptiktus NASA Parkerio Saulės zondo duomenyse, staigius saulės vėjo magnetinio lauko apsisukimus, kurie, atrodo, perduoda reikšmingą energiją.
Tyrime dalyvavo mokslininkai iš Kinijos, Belgijos, Jungtinės Karalystės ir Jungtinių Valstijų, primindami, kad spręsti Saulės giliausias mįsles retai pavyksta izoliuotai. Dabar, kai Inouye Saulės teleskopas teikia precedento neturinčius aukštos skiriamosios gebos koronos vaizdus, mokslininkai tikisi naujos atsakymų bangos apie tai, kaip magnetinė energija keliauja, susipina ir išsiveržia virš Saulės paviršiaus.
Po daugiau nei 80 metų teorijų, įtarimų ir techninių nusivylimų viena iš saulės fizikos atkakliausių mįslių pagaliau pradeda nykti. Ne su trenksmu, o su sukimu.
Palikite komentarą