Corona Heat: Solare Nanotechnologie

Corona Heat: Solare Nanotechnologie
Corona Heat: Solare Nanotechnologie
Anonim

Der heißeste Teil der Sonne ist nicht ihre gesamte Tiefe, wo eine thermonukleare Reaktion stattfindet, sondern die äußere Schicht ihrer Atmosphäre. Die Sonnenkorona - die Temperatur beträgt hier Millionen Grad, und erst kürzlich wurde eine Erklärung für dieses Phänomen vorgeschlagen.

So sieht eine koronale Schleife aus
So sieht eine koronale Schleife aus
Temperaturkarte der aktiven Region AR10923. Blau zeigt Bereiche mit einer Temperatur von etwa 10 Millionen Grad.
Temperaturkarte der aktiven Region AR10923. Blau zeigt Bereiche mit einer Temperatur von etwa 10 Millionen Grad.
Aktive Regionen in diesem Bild erscheinen als helle Bereiche auf einer dunklen Scheibenoberfläche.
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Hinode: das Auge eines Künstlers
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Eine kürzlich von der Hinode-Sonde eingefangene Sonnenfinsternis. Beeindruckend, oder?
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So sieht eine koronale Schleife aus

Die Korona ist die äußerste und größte Sonnenatmosphäre. Sie ist es, die bei totalen Sonnenfinsternissen sichtbar wird, wie ein strahlender Heiligenschein, der die vom Mond bedeckte Sonnenscheibe umgibt. Den Rest der Zeit ist es ohne spezielle Ausrüstung nicht zu sehen. Die Temperatur hier ist einfach höllisch: Einigen Quellen zufolge weit mehr als 1 Million Grad - bis zu 6,3 Millionen oder sogar noch höher. Warum es hier viel heißer ist als in den tieferen Schichten der Sonne, können sich Wissenschaftler bis heute nicht erklären. Jüngste Beobachtungen der japanischen Sonde Hinode liefern jedoch Hinweise auf dieses Mysterium.

Laut Studienautor James Klimchuk sind der Grund dafür „Nanoblitze“(Nanoflares), relativ kleine und plötzliche Freisetzungen von Wärme und Energie, ähnlich viel stärkeren (und seltenen) gewöhnlichen Sonneneruptionen. In diesem Fall wird das Plasma durch Ströme-Filamente ausgestoßen, die, wenn sie kombiniert werden, koronale Schleifen bilden, die durch die Magnetfeldlinien geschlossen werden, gekrümmte Materieausstöße.

Zur Erklärung der koronalen Hitze implizierte die vorherige „stabile Erwärmungs“-Hypothese, dass koronale Schleifen einer bestimmten Größe und Temperatur auch eine bestimmte Dichte haben müssen. Beobachtungen haben jedoch gezeigt, dass die Schleifendichte viel höher ist, als das stabile Erwärmungsmodell vermuten lässt. Dann wurde die Hypothese von Nanoflares vorgeschlagen, die diese Tatsachen erklären könnte - jedoch gab es bis vor kurzem keine verlässlichen Beweise, die diese Version bestätigten.

Beobachtungen der Hinode-Sonde im Röntgen- und fernen UV-Bereich zeigten, dass die Helligkeit der Emission koronaler Schleifen von der Plasmadichte in ihnen abhängt. In Gebieten mit geringer Dichte und Strahlung wird wenig aufgezeichnet. Laut Hinode beträgt die durchschnittliche Temperatur der Korona etwa 1 Million Grad und erreicht in einigen Gebieten 5 oder sogar 10 Millionen Grad Celsius.

Um diesen Temperaturanstieg zu erklären, erstellten Klimchuk und Kollegen ein theoretisches Modell und führten Simulationen auf einem Computer durch. So konnten sie zeigen, dass sich das Plasma in Filamenten geringer Dichte und Temperatur schnell auf 10 Millionen Grad aufheizt, wenn ein Nanoblitz unerwartet Energie freisetzt. Gleichzeitig bleibt die Plasmadichte gering, weshalb die Strahlung eines solchen Filaments nicht zu hell ist.

Die Temperatur vom oberen, heißeren Teil der Schleife wird nach unten auf den unteren übertragen und erwärmt sich auch etwas. Allerdings ist hier die Plasmadichte viel höher und es erwärmt sich „nur“auf 1 Million Grad. So entsteht eine Schleife - ein komplexes Geflecht aus Plasmafäden unterschiedlicher Dichte und Temperatur.

„Bisher kann nur die Hypothese von Nanoflares solch eine unglaubliche Hitze erklären“, kommentiert James Klimchuk selbst das Ergebnis. Und diese Hypothese wird durch Hinodes Beobachtungen bestätigt: Es sind offenbar Nanoflares, die für die Veränderungen der Röntgen- und UV-Strahlung verantwortlich sind, die in aktiven Regionen der Sonne auftreten.

Solche Veränderungen wirken sich auch auf unser tägliches Leben aus. Beim Erreichen des erdnahen Weltraums bewirkt die Strahlung eine Erwärmung der oberen Schichten der Atmosphäre und deren Ausdehnung. Dies wirkt sich wiederum auf die Höhe der Umlaufbahnen von Satelliten und allerlei Weltraumschrott aus. Noch tiefer, nahe der Erdoberfläche, beeinflusst diese Strahlung die Ausbreitung von Funksignalen. Und die "Schuldigen" an all dem - Nanoblitze.

Lesen Sie mehr über andere Hinode-Sondenstudien: Somersault, Solar Masterpiece.

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