Teljes napfogyatkozások vihetnek közelebb a napkorona rejtélyeinek feltárásához

2474

A Szahara homokdűnéinek megmászásától egészen az északi-sarki jegesmedvék kerülgetésén át a “Napszél serpái” néven ismert napkutató csoport a világ végére is elutazik, hogy teljes napfogyatkozásokat vizsgáljon. A különleges eseményekről készült felvételeiknek köszönhetően több meglepő dolgot is kiderítettek a napszélről és külső légköréről, a napkoronáról (ezt teljes egészében csak napfogyatkozás közben lehet megfigyelni).

A világ minden tájáról összegyűjtött, több mint egy évtizednyi teljes napfogyatkozás-megfigyelés adataiból kiderült, hogy a napkorona hőmérséklete nagyjából állandó, annak ellenére, hogy a 11 éves napciklus során dinamikus változásokon megy keresztül. Ehhez hasonlóan a napszél, azaz a Napból származó töltött részecskeáram forrásainak hőmérséklete is ugyanilyen. Shadia Habbal, a kutatás vezetőjének elmondása szerint azért is meglepő ez az eredmény, mert a napkorona szerkezetét a mágnesezett plazma eloszlása határozza meg, ami pedig a 11 éves napciklus során jelentősen változik.

Az eredményeket az Astrophysical Journal Letters tudományos folyóiratban publikálták. A napszél minél pontosabb megismerése azért is fontos, mert kulcsfontosságú összetevője az űridőjárásnak, mely különböző elektronikai eszközeinkre, vagy az űrhajósok tevékenységére is hatással van. Az új tanulmány annak a régóta fennálló rejtélynek a megoldásában is segíthet, hogy hogyan lehet a korona több mint egymillió fokkal forróbb, mint az alsóbb légköri rétegek.

Speciális szűrők segítségével lehet megmérni a napfogyatkozás során teljes pompájában látszó napkorona különböző hőmérsékleteit. A képen látható felvétel 2017. augusztus 21-én készült. A vöröses fényt a töltött vasrészecskék bocsátják ki 1 millió °C-on, a zöldet pedig 2 millió °C-on. (Forrás: M. Druckmuller, Habbal et al. 2021)

Kutatók már több mint egy évszázada használják ki a teljes napfogyatkozások idejét a Nap és környezetének tanulmányozására. Habár a koronagráfok képesek valamennyire utánozni a teljes napfogyatkozást, nem tudják visszaadni a napkorona fogyatkozások során látható teljes képét. Ezért szükséges a Föld különböző pontjaira utazva kergetni a teljes napfogyatkozásokat, amelyek átlagosan 12-18 havonta ismétlődnek, a totalitás pedig alig pár percig tart.

A friss tanulmányban 14 évnyi nagy felbontású fényképet gyűjtöttek össze a Föld minden tájáról, speciális szűrőkkel, amelyekkel mérhető a korona belső régiójában (innen származik a napszél) levő részecskék hőmérséklete. A kutatásban kétféle töltött vasrészecske által kibocsátott fényt vizsgáltak, az eredmények szerint pedig a hűvösebb részecskék mennyisége (amelyek gyakoribbak és vélhetőleg főrészt ezek alkotják a napszelet) meglepően állandó a napciklus különböző időpontjaiban. A ritkább forróbb anyag mennyisége erősebben fluktuált a napciklus során, a napszél sebessége pedig 297 000 m/s és 700 000 m/s közt változott.

Ez azt jelenti, hogy akármi is fűti a korona és a napszél java részét, az nem igazán függ a napciklustól. Az eredmények azt sugallják, hogy bár a napszél java része olyan forrásokból származik, melyek hőmérséklete közel állandó, mégis teljesen eltérő sebességekre tehet szert. A kérdés tehát most az, vajon milyen folyamatok okozhatják, hogy a napszél forrásainál ilyen stabil a hőmérséklet?

Egy protuberancia közeli képe, amely a napkorona egyik leghidegebb és legbonyolultabb mágneses szerkezete. Közvetlenül kapcsolódnak a felettük levő forró hurkokhoz (szürke hurkok), dinamikájuk pedig különféle napszelet és kitöréseket hajt. (Forrás: Habbal et al. 2021)

A kutatócsoport a napfogyatkozások során gyűjtött adatokat a NASA ACE (Advanced Composition Explorer) méréseivel is összevetette, ami jelentősen hozzájárult a napszél dinamikus komponenseinek karakterizálásához. Az eredményeik szerint a változó napszél részecskéinek sebessége a benne levő vasionok töltésével változik; valamint, hogy a protuberanciák körül látható, magas hőmérsékletű burkok felelősek a dinamikus napszél és az alkalmanként látható korona-anyagkidobódás kialakulásáért.

Habár azt még nem sikerült megmagyarázni, hogy a napszél forrásai miért közel azonos hőmérsékletűek, úgy vélik, hogy a sebességek a forrásterület sűrűségétől függenek, amit pedig a mágneses tér határoz meg. A gyors részecskék kevésbé sűrű, a lassúak pedig sűrűbb régiókból származnak – ez feltehetőleg azért van, mert az energia az adott térrész összes részecskéje között oszlik el. Azaz, ha egy területen kevesebb részecske van, akkor minden egyes részecskére több energia jut (egy tortához is hasonlíthatjuk, minél több ember eszik belőle, annál kisebb szelet jut mindenkinek).

Az új eredményeknek köszönhetően a napszél tulajdonságait ismerhetjük meg részletesebben, amely, mivel az űridőjárás kulcsfontosságú szereplője, meghatározó része az űrkutatásnak. Habbal és kutatócsoportja továbbra is folytatni tervezi a teljes napfogyatkozások üldözését a Földön; méréseiknek hála pedig remélhetőleg közelebb kerülünk a napkorona forróságának megértéséhez is.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás