Mamy tajemnicę. Słońce ma cienką, ale rozległą atmosferę zwaną koroną. I ta korona ma kilka temperatur milion Kelwin.
Jak korona ma tak wyższą temperaturę niż powierzchnia?
Jak powiedziałem, tajemnica.
Jedna Korona, gorąca, proszę
Choć to dziwne, nie poczułbyś ciepła korony, gdybyś przez nią przepłynął. Jest nie tylko cienki, ale niesamowicie cienki, rejestrując zaledwie trylionową gęstość powierzchni Słońca. Jest tak cienki, że pomimo wysokiej temperatury, co oznacza, że małe cząstki tworzące koronę wirują z niewiarygodną prędkością, na początku jest tak mało cząstek, że ledwo by cię uderzyły - a nawet nie zarejestrowałbyś upalnie wysokie temperatury.
(Żeby było jasne, twoja bliskość do powierzchni Słońca z pewnością i tak by cię stopiła, ale nie byłaby to wina korony.)
Sama korona jest ogromnie duża, rozciąga się miliony kilometrów, podwajając promień słońca poza widoczną skórę. Ale znowu, ponieważ jest tak cienki, że trudno go zobaczyć. Tylko podczas całkowitych zaćmień Słońca, kiedy ciało Księżyca doskonale chowa dysk słoneczny, pojawia się korona w całej okazałości, świecąca światłem z powierzchni Słońca odbijającym się od drobnych cząstek tworzących atmosferę.
Szczegółowe badanie korony ujawnia bardzo osobliwe struktury. Cienkie cienkie włókna, długie delikatne pętle i spirale przypominające odciski palców tańczą w atmosferze słońca. Jest to więc oczywiście bardzo aktywne i skomplikowane miejsce, które może stanowić wskazówkę jego piekielnie wysokiej temperatury.
Najwyższa moc
Na słońcu jest tylko jedno źródło energii, a to energia jądrowa. W głębokim, gęstym, gorącym rdzeniu (jak na ironię jedynym miejscu, w którym temperatura w koronie jest najlepsza), niewiarygodne ciśnienia przytłaczają naturalne odpychanie wodoru, łącząc je ze sobą, tworząc hel. Konwersja pozostawia trochę masy, a zatem uwalnia trochę energii.
Każda indywidualna reakcja emituje tylko odrobinę energii, ale powtórz ten proces niezliczoną ilość razy, a skończysz na fantastycznym, długowiecznym, potężnym źródle energii, zapewniającym całe światło dla całego układu słonecznego przez miliardy lat.
A ponieważ jest to jedyne dostępne źródło zasilania, w jakiś sposób podgrzewa koronę.
Nietrudno wyobrazić sobie, dlaczego powierzchnia Słońca, zwana fotosferą, jest o wiele chłodniejsza niż najbardziej wewnętrzny rdzeń. Wszakże powierzchnia ta jest narażona na twardą, zimną, mrożącą próżnię w przestrzeni kosmicznej i jest oddzielona od ocieplającego się rdzenia setkami tysięcy kilometrów gęstej, dusznej plazmy.
Ale ta powierzchnia jest aktywna, być może nawet bardziej niż wzburzona korona nad nią. Granulki, plamy słoneczne, rozbłyski, masowe wyrzuty i więcej bąbelków i wybuchają z chaotycznej zewnętrznej strony słońca. Być może w tym wirującym piekle na powierzchni kryje się zagadkowe źródło wysokiej temperatury korony.
Robić zakręt
Mamy więc stosunkowo chłodną, ale niewiarygodnie aktywną powierzchnię słoneczną, siedzącą pod intensywnie gorącą koroną i potrzebujemy czegoś, aby połączyć tę aktywność i przekształcić ją w ciepło. Na szczęście słońce jest gigantyczną kulą plazmy, co oznacza, że jest to mieszanka naładowanych cząstek poruszających się szybko. A naładowane cząsteczki poruszające się szybko są naprawdę bardzo dobre w wytwarzaniu pól magnetycznych.
Z kolei pola magnetyczne są naprawdę bardzo dobre w przekształcaniu aktywności w ciepło.
Od dawna podejrzewa się, że silne pola magnetyczne odgrywają główną rolę w podgrzewaniu korony, co zostało zbadane bardziej szczegółowo przez sondę słoneczną Parker. W ostatnim artykule naukowcy wykorzystujący dane z Obserwatorium Dynamiki Słonecznej odkryli dwa kolejne mechanizmy podgrzewania korony polami magnetycznymi.
Czasami pola magnetyczne mogą się owijać, tworząc tunel (pod chłodną nazwą science fiction lampy topnikowe). Tunele te działają jak kanały dla jeszcze większej energii magnetycznej w postaci wstrząsów i fal, które przemieszczają się z miejsca na miejsce… jak z powierzchni do korony.
Czasami pola te mogą nawet skręcać się ze sobą tak mocno, że dosłownie łamią się jak nadmiernie rozciągnięta gumka, uwalniając całą tę stłumioną energię w jednym błysku znanym jako zdarzenie ponownego połączenia magnetycznego.
Jeśli te lampy topnikowe i zdarzenia ponownego połączenia zdarzają się wystarczająco często i dostarczają wystarczającą ilość energii, mogą dostarczyć koronę więcej niż wystarczającą ilość ciepła, aby ją utrzymać. To wciąż otwarte pytanie, ale przy większej liczbie obserwacji i ciężkiej pracy możemy wkrótce uzyskać jasny, szczegółowy obraz osobliwej układanki słonecznej.
Przeczytaj więcej: „W sprawie szybkiego wymuszonego ponownego połączenia w koronie słonecznej w celu zlokalizowanego ogrzewania”
