Короналните бримки, елегантните и ярки структури, които се прокарват през слънчевата повърхност и в слънчевата атмосфера, са от ключово значение за разбирането защо корона е толкова гореща. Да, Слънцето е и да, горещо е, но атмосферата му е такава също горещо. Пъзелът за това, защо слънчевата корона е по-гореща от фотосферата на Слънцето, задържа слънчевите физици заети от средата на ХХ век, но с помощта на съвременни обсерватории и усъвършенствани теоретични модели, сега имаме доста добра представа какво причинява това. Значи проблемът е решен? Не точно…
Така че защо соларните физици така силно се интересуват от слънчевата корона? За да отговоря на това, ще извадя откъс от първата ми статия в Space Space Magazine:
…измервания на коронални частици ни казват, че атмосферата на Слънцето всъщност е по-гореща от повърхността на Слънцето. Традиционното мислене подсказва, че това е погрешно; всички видове физически закони биха били нарушени. Въздухът около електрическата крушка не е по-горещ от самата крушка, топлината от обект ще намалее, колкото повече измерите температурата (очевидно наистина). Ако ти е студено, не се отдалечаваш от огъня, приближаваш се до него! - от „Hinode Discovers Sun's Hidden Sparkle“, сп. Space, 21 декември 2007 г.
Това не е само академично любопитство. Космическото време произхожда от долната слънчева корона; разбирането на механизмите, стоящи зад короналното нагряване, има широкомащабни последици за прогнозиране на енергийни (и вредни) слънчеви изблици и прогнозиране на междупланетните условия.
И така, проблемът с короналното отопление е интересен проблем и слънчевите физици са горещи по следите на отговора защо корона е толкова гореща. Магнитните коронални бримки са централни за това явление; те са в основата на слънчевата атмосфера и изпитват бързо нагряване с температурен градиент от десетки хиляди келвини (в хромосферата) до десетки милиони келвини (в короната) на много кратко разстояние. Температурният градиент действа в тънък преходен регион (TR), който варира по дебелина, но на места може да бъде с дебелина само няколко стотици километри.
Тези ярки бримки на гореща слънчева плазма може да се видят лесно, но има много разминавания между наблюдението на корона и короналната теория. Механизмът (ите), отговорни за нагряването на контурите, се оказа трудно да се фиксира, особено когато се опитвате да разберете динамиката на "междинната температура" (т.к. "топла") коронални бримки с плазма, нагрята до около един милион Келвин. Ние се приближаваме до решаването на този пъзел, който ще подпомогне прогнозите за космическото време от Слънцето до Земята, но трябва да изясним защо теорията не е същата като тази, която виждаме.
Соларните физици са разделени по тази тема от известно време. Плазмата на короналния контур се нагрява от периодични събития на магнитно повторно свързване по цялата дължина на короновия контур? Или се нагряват от някакво друго постоянно нагряване, много ниско в короната? Или е малко и от двете?
Всъщност прекарах четири години в борба с този проблем, докато работех със групата на слънчевите лъчи в Университета на Уелс, Абъристуит, но бях на страната на „постоянното отопление“. Има няколко възможности при разглеждане на механизмите за стабилно коронално нагряване, моята специална област на изследване беше производство на вълни от Алфен и взаимодействие на частици с вълни (безсрамно саморекламиране ... моята теза от 2006 г .: Тихи коронални бримки, загряти от турбуленция, само в случай, че ви предстои резервен, скучен уикенд).
Джеймс Климчук от лабораторията за слънчева физика на Центъра за космически полети на Годард в Greenbelt, Md., Заема различно мнение и подкрепя нанофлакса, импулсивния нагревателен механизъм, но е наясно, че могат да се включат и други фактори:
“През последните години стана ясно, че короналното загряване е силно динамичен процес, но несъответствията между наблюденията и теоретичните модели са основен източник на киселини. Сега открихме две възможни решения на тази дилема: енергията се освобождава импулсивно с правилната комбинация от ускорение на частиците и директно нагряване или енергията се отделя постепенно много близо до слънчевата повърхност.”- Джеймс Климчук
Предполага се, че нанофларите поддържат топли коронални бримки при сравнително стабилните си 1 милион келвина. Знаем, че примките са тази температура, тъй като те излъчват радиация в крайните ултравиолетови (EUV) дължини на вълните и множество космически обсерватории са изградени или изпратени в космоса с инструменти, чувствителни към тази дължина на вълната. Космически инструменти като EUV образен телескоп (EIT; на борда на НАСА / ESA Слънчева и хелиосферна обсерватория), НАСА Регион на прехода и Coronal Explorer (TRACE) и наскоро действащите японци Hinode всички мисии имаха своите успехи, но много пробиви в коронова линия се случиха след старта на TRACE още през 1998 г. Нанофларите са много трудни за наблюдение директно, тъй като се появяват на толкова малки пространствени мащаби, че не могат да бъдат разрешени от сегашното оборудване. Ние обаче сме близо и има следа от коронални доказателства, сочещи към тези енергични събития.
“Нанофларите могат да отделят енергията си по различни начини, включително ускоряването на частиците, а сега разбираме, че правилната комбинация от ускорение на частиците и директно нагряване е един от начините да се обяснят наблюденията.”- Климчук.
Бавно, но сигурно теоретичните модели и наблюдението се събират заедно и изглежда, че след 60 години опити, соларните физици са близо до разбирането на нагревателните механизми зад короната. Гледайки как нанофланите и другите нагревателни механизми могат да влияят един върху друг, много вероятно е да играят повече от един коронален нагревателен механизъм ...
Настрана: Без интерес, нанофларите ще се появят на всяка височина по короната. Въпреки че може да се нарекат nanoflares, по земни стандарти, те са огромни експлозии. Нанофларите отделят енергия 1024-1026 erg (това е 1017-1019 Джаула). Това е еквивалент на приблизително 1600 до 160 000 атомни бомби в Хирошима (с експлозивната енергия 15 килотона), така че няма нищо нано за тези коронални експлозии! Но за сравнение със стандартните рентгенови лъчи Слънцето генерира от време на време с обща енергия 6 × 1025 Джоули (над 100 милиарда атомни бомби), можете да видите как нанофакелите получават името си ...
Оригинален източник: НАСА
