Ο ήλιος θέλει να μας υπενθυμίζει ότι η Γη είναι απλώς ένα μέρος ενός ενωμένου συστήματος. Έχει υπεριώδεις ακτίνες που μπορούν να κάψουν το δέρμα και τα μάτια μας και ακόμη και να οδηγήσουν στην εξαφάνιση. Το φως του μπορεί να εξαφανιστεί εντελώς κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης και εκτοξεύει στριφτές και μπερδεμένες ηλιακές εκλάμψεις και εκτοξεύσεις μάζας στεμμάτων γεμάτες πλάσμα προς το μέρος μας. Παρά την κοσμική σύνδεσή μας με τον ήλιο, υπάρχουν ακόμη πολλά επιστημονικά μυστήρια που πρέπει να αποκαλυφθούν σχετικά με αυτό το κρίσιμο αστέρι, ιδιαίτερα το μαγνητικό του πεδίο.
«Ο ήλιος δεν σβήνει απλώς σε κάποιο κενό διαστήματος με το οποίο δεν είμαστε συνδεδεμένοι» Σάρα Γκίμπσονένας ηλιοφυσικός στο Εθνικό Κέντρο Επιστημών για την Ατμοσφαιρική Έρευνα (NCAR) στο Κολοράντο, λέει Λαϊκή Επιστήμη. «Το σέλας μας δείχνει αυτή την άμεση σύνδεση. Είμαστε συνδεδεμένοι με αυτό που συμβαίνει στον ήλιο μέσω του φωτός και, τελικά, μέσω των μαγνητικών πεδίων».
Τώρα, για πρώτη φορά, οι επιστήμονες έκαναν σχεδόν καθημερινές μετρήσεις του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου του ήλιου. Αυτό το κρίσιμο σημείο είχε παρατηρηθεί μόνο σε ακανόνιστες αυξήσεις και αυτή η νέα παρατήρηση προσφέρει μια πιο δυναμική άποψη αυτής της ηλιακής περιοχής. Με αυτό, θα μπορούσαμε να μάθουμε περισσότερα για το τι οδηγεί τις έντονες ηλιακές καταιγίδες που μπορούν να επηρεάσουν θεμελιώδεις τεχνολογίες εδώ στη Γη. Τα ευρήματα αναφέρονται αναλυτικά στο α μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 3 Οκτωβρίου στο περιοδικό Επιστήμη.
[Related: Why is the sun’s corona 200 times hotter than its surface?]
Τι είναι το ηλιακό μαγνητικό πεδίο;
Το ηλιακό μαγνητικό πεδίο είναι ο κύριος οδηγός ηλιακών καταιγίδων και εκλάμψεων. Καθώς η κοινωνία εξαρτάται ολοένα και περισσότερο από την τεχνολογία, αυτός ο διαστημικός καιρός αποτελεί απειλή για τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, τα συστήματα επικοινωνίας και τις τεχνολογίες στο διάστημα, όπως το GPS και οι δορυφόροι.
«Πρέπει να κατανοήσουμε τον καιρό του διαστήματος. Πρέπει να προβλέψουμε τον καιρό του διαστήματος. Το μεγάλο κενό στις γνώσεις μας είναι ότι δεν έχουμε μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου στην ατμόσφαιρα του ήλιου, της κορώνας του», λέει ο Gibson, ο οποίος είναι συν-συγγραφέας αυτής της νέας μελέτης. «Αυτό είναι το μέρος που βλέπετε κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης. Το μαγνητικό πεδίο ελέγχει το σχήμα αυτής της ατμόσφαιρας και ελέγχει πού βρίσκεται το πλάσμα, πού βρίσκεται το «υλικό».
Η μέτρηση του μαγνητισμού αυτής της περιοχής απαιτεί συνήθως μεγάλο, ακριβό εξοπλισμό που έχει τη δυνατότητα να μελετήσει μόνο μικρά τμήματα του κορώνα. Ωστόσο, ένας συνδυασμός στεφανιαίας σεισμολογίας και νέων μεθόδων παρατήρησης δίνει πλέον τη δυνατότητα στους ερευνητές να παράγουν συνεπείς και ολοκληρωμένες απόψεις του μαγνητικού πεδίου του παγκόσμιου στέμματος.
«Η παγκόσμια χαρτογράφηση του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου ήταν ένα μεγάλο μέρος που λείπει στη μελέτη του Ήλιου». Ζιχάο Γιανγκσυν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου στην Κίνα και μεταδιδακτορικός υπότροφος στο NCAR, είπε σε δήλωση. «Αυτή η έρευνα μας βοηθά να καλύψουμε ένα κρίσιμο κενό στην κατανόησή μας για τα μαγνητικά πεδία του στέμματος, τα οποία είναι η πηγή ενέργειας για τις καταιγίδες που μπορούν να επηρεάσουν τη Γη.
Μια ιστορία δύο οργάνων
Οι επιστήμονες κατάφεραν να μετρήσουν τακτικά το μαγνητικό πεδίο στην επιφάνεια του ήλιου που ονομάζεται φωτόσφαιρα. Η μέτρηση του πολύ πιο αμυδρό στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου ήταν πιο δύσκολη, περιορίζοντας μια βαθύτερη κατανόηση της τρισδιάστατης δομής και της εξέλιξης του μαγνητικού πεδίου του στέμματος.
Μεγάλα τηλεσκόπια όπως το Το ηλιακό τηλεσκόπιο Daniel K. Inouye της NSF (DKIST) μπορεί να μετρήσει τα τρισδιάστατα στεφανιαία μαγνητικά πεδία σε βάθος. Με ένα τεράστιο διάφραγμα που έχει διάμετρο 13 πόδια, το DKIST είναι το μεγαλύτερο ηλιακό τηλεσκόπιο στον κόσμο. Πρόσφατα απέδειξε την ικανότητά του να κάνει λεπτομερείς παρατηρήσεις του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου. Ωστόσο, το DKIST δεν μπορεί να χαρτογραφήσει τον ήλιο ταυτόχρονα.
[Related: See hot plasma bubble on the sun’s surface in powerful closeup images.]
Για να προσπαθήσει να πάρει πιο ολιστική χαρτογράφηση, η ομάδα στράφηκε στο Αναβαθμισμένο πολυκαναλικό πολόμετρο Coronal (UComP). Το UComP είναι πιο κατάλληλο για να δώσει στους επιστήμονες μια πιο σφαιρική εικόνα του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου, αλλά σε χαμηλότερη ανάλυση και σε δισδιάστατη προβολή.
Όπως μια έκλειψη, το UComP μπορεί να αποκλείσει μέρη του ήλιου. Χρησιμοποιεί έναν δίσκο που ονομάζεται στεφανογράφος για να επιτρέψει στους επιστήμονες να μετρήσουν την ατμόσφαιρα του ήλιου. Το UComP έχει πολύ μικρότερο διάφραγμα σε σύγκριση με το DKIST –περίπου 7 ίντσες– αλλά μπορεί να έχει μια ευρύτερη άποψη που επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετούν ολόκληρο τον ήλιο τις περισσότερες ημέρες.
Η ομάδα εφάρμοσε μια μέθοδο που ονομάζεται στεφανιαία σεισμολογία για την παρακολούθηση μαγνητοϋδροδυναμικών (MHD) εγκάρσιων κυμάτων στα δεδομένα UCoMP. Από τα κύματα MHD, μπορούσαν να δημιουργήσουν έναν δισδιάστατο χάρτη της ισχύος και της κατεύθυνσης του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου.
Κατά τη διάρκεια της μελέτης UComP, η ομάδα παρήγαγε 114 χάρτες μαγνητικού πεδίου μεταξύ Φεβρουαρίου και Οκτωβρίου 2022, περίπου μία σχεδόν κάθε δεύτερη μέρα.
«Μπαίνουμε σε μια νέα εποχή έρευνας της ηλιακής φυσικής όπου μπορούμε να μετράμε τακτικά το στεφανιαίο μαγνητικό πεδίο», είπε ο Yang.
Η χρήση των μετρήσεων του DKIST και του UComP μαζί προσφέρει μια πιο ολιστική άποψη του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου.
Λήψη της εικόνας
Αυτή η ερευνητική μέθοδος δημιούργησε επίσης το πρώτες μετρήσεις του στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου στο πολικές περιοχές του ήλιου. Αυτοί οι πόλοι δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ άμεσα επειδή η καμπύλη του ήλιου κοντά στους πόλους τον κρατά πέρα από την οπτική μας από τη Γη.
Ενώ η ομάδα δεν είδε απευθείας τους πόλους του ήλιου, έκανε μετρήσεις του μαγνητισμού που εκπέμπεται από αυτούς για πρώτη φορά. Η βελτιωμένη ποιότητα δεδομένων που παρέχεται από το UComP και ο ήλιος που πλησιάζει το ηλιακό του μέγιστο τους βοήθησαν να επιτύχουν αυτές τις πρώτες μετρήσεις στο είδος τους. Οι γενικά ασθενείς εκπομπές από την πολική περιοχή ήταν πολύ ισχυρότερες, γεγονός που καθιστά ευκολότερο την απόκτηση αποτελεσμάτων στεφανιαίου μαγνητικού πεδίου στις πολικές περιοχές.
[Related: Rare quadruple solar flare event captured by NASA.]
Η ομάδα θα συνεχίσει να ερευνά τα μαγνητικά πεδία, συλλαμβάνοντας δηλαδή την τρίτη διάσταση του μαγνητικού πεδίου. Η λήψη μιας τρισδιάστατης προβολής είναι ιδιαίτερα σημαντική για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ενεργοποιείται το στέμμα που οδηγεί σε ηλιακή έκρηξη.
«Είναι η πρώτη φορά που έχουμε δει ποτέ το παγκόσμιο στεφανιαίο μαγνητικό πεδίο, αλλά εξακολουθεί να φαίνεται σαν μια δισδιάστατη έκδοση ενός 3D πράγματος», λέει ο Gibson.
Τελικά, ο συνδυασμός ενός μεγάλου τηλεσκοπίου και ενός παγκόσμιου οπτικού πεδίου χρειάζεται για να μετρηθούν όλες οι τρισδιάστατες στροφές πίσω από τις ηλιακές εκρήξεις. Το προτεινόμενο Coronal Solar Magnetism Observatory (COSMO), ένα ηλιακό διαθλαστικό τηλεσκόπιο σε διάμετρο σχεδόν πέντε ποδιών που βρίσκεται επί του παρόντος στο στάδιο της τελικής μελέτης σχεδιασμού του.
VIA: popsci.com
