Chociaż Dunn Solar Telescope ma ponad 40 lat, w Sunspot w Nowym Meksyku nie będzie szukał wcześniejszej emerytury. FIRS zapewnia równoczesne pokrycie widmowe przy długościach fal widzialnych i podczerwonych dzięki zastosowaniu unikalnego dwuramiennego spektrografu. Korzystając z adaptacyjnej optyki w celu przezwyciężenia atmosferycznych warunków „widzenia”, zespół podjął siedem aktywnych regionów na Słońcu - jeden w 2001 r. I sześć w okresie od grudnia 2010 r. Do grudnia 2011 r. - wraz z zanikiem cyklu 23 plam słonecznych. Pełna próbka plam słonecznych ma 56 obserwacji 23 różnych aktywnych obszarów… i wykazała, że wodór może działać jako rodzaj urządzenia rozpraszającego energię, które pomaga Słońcu uzyskać przyczepność magnetyczną w jego plamach.
„Uważamy, że wodór molekularny odgrywa ważną rolę w tworzeniu i ewolucji plam słonecznych” - powiedziała dr Sarah Jaeggli, niedawna absolwentka Uniwersytetu Hawajskiego na Manoa, której badania doktoranckie stanowiły kluczowy element nowych odkryć. Przeprowadziła badania z dr. Haosheng Lin, również z University of Hawaii w Manoa, i Han Uitenbroek z National Solar Observatory w Sunspot, NM. Jaeggli jest obecnie doktorem habilitowanym w grupie słonecznej na Uniwersytecie Stanowym Montana. Ich prace zostały opublikowane w numerze 1 lutego 2012 r The Astrophysical Journal.
Nie musisz być fizykiem słonecznym, aby wiedzieć o 11-letnim cyklu Słońca lub zrozumieć, w jaki sposób plamy słoneczne są chłodniejszymi obszarami intensywnego magnetyzmu. Wierzcie lub nie, nawet profesjonaliści nie są pewni, jak działają wszystkie mechanizmy… szczególnie te, które powodują powstawanie plam słonecznych, które opóźniają normalne ruchy konwekcyjne. Z rzeczy, których się nauczyliśmy, temperatura wewnętrzna plamki koreluje z jej siłą pola magnetycznego - z gwałtownym wzrostem w miarę ochładzania się temperatury. „Ten wynik jest zagadkowy” - napisała Jaeggli i jej koledzy. To implikuje jakiś nieodkryty mechanizm w tym miejscu.
Jedna z teorii mówi, że atomy wodoru łączące się w cząsteczki wodoru mogą być odpowiedzialne. Jeśli chodzi o nasze Słońce, większość wodoru to zjonizowane atomy, ponieważ średnią temperaturę powierzchni ocenia się na 5780 K (9944 ° F). Ponieważ jednak Sol jest uważany za „chłodną gwiazdę”, naukowcy odkryli oznaki cząsteczek ciężkich pierwiastków w widmie słonecznym - w tym zaskakującą parę wodną. Tego rodzaju odkrycia mogą udowodnić, że regiony umbralne mogą pozwolić na połączenie cząsteczek wodoru w warstwach powierzchniowych - prognozy 5% wykonane przez zmarłego profesora Pera E. Maltby'ego i współpracowników z Uniwersytetu w Oslo. Ten rodzaj zmiany może powodować drastyczne zmiany dynamiczne w przypadku ciśnienia gazu.
„Tworzenie dużej części cząsteczek może mieć istotny wpływ na właściwości termodynamiczne atmosfery słonecznej i fizykę plam słonecznych”, napisał Jaeggli.
Ponieważ bezpośrednie pomiary wykraczają poza nasze obecne możliwości, zespół zmierzył proxy - rodnik hydroksylowy złożony z jednego atomu wodoru i tlenu (OH). Według National Solar Observatory „OH dysocjuje (rozpada się na atomy) w nieco niższej temperaturze niż H2, co oznacza, że H2 może również tworzyć się w regionach, w których OH jest obecny. Przez przypadek jedna z jego linii widmowych w podczerwieni ma 1565,2 nm, prawie taką samą jak linia żelaza 1565 nm, używana do pomiaru magnetyzmu w miejscu, a jedna z linii FIRS jest przeznaczona do obserwacji. ”
Łącząc zarówno stare, jak i nowe dane, zespół zmierzył pola magnetyczne w plamach słonecznych oraz intensywność OH wewnątrz plam, oceniając stężenia H2. „Znaleźliśmy dowody na powstawanie znacznych ilości cząsteczek wodoru w plamach słonecznych, które są w stanie utrzymać pola magnetyczne silniejsze niż 2500 Gaussów” - powiedział Jaeggli. Powiedziała także, że jego obecność prowadzi do chwilowej „niekontrolowanej” intensyfikacji pola magnetycznego.
Jeśli chodzi o anatomię plam słonecznych, strumień magnetyczny wrze z wnętrza Słońca i spowalnia konwekcję powierzchniową - co z kolei zatrzymuje chłodniejszy gaz, który wypromieniował swoje ciepło w przestrzeń kosmiczną. Stamtąd powstaje molekularny wodór, który zmniejsza objętość. Ponieważ jest bardziej przezroczysty niż jego atomowy odpowiednik, jego energia promieniuje również w przestrzeń kosmiczną, pozwalając gazowi jeszcze ostygnąć. W tym momencie gorący gaz zalewany strumieniem ściska chłodniejszy obszar i intensyfikuje pole magnetyczne. „W końcu wyrówna się, częściowo z energii promieniującej z otaczającego gazu. W przeciwnym razie miejsce rosłoby bez granic. Gdy pole magnetyczne słabnie, cząsteczki H2 i OH nagrzewają się i dysocjują z powrotem na atomy, ściskając pozostałe chłodne regiony i zapobiegając zapadaniu się miejsca. ”
Na razie zespół przyznaje, że do zweryfikowania swoich obserwacji wymagane jest dodatkowe modelowanie komputerowe i że większość aktywnych regionów była jak dotąd łagodna. Mają nadzieję, że Sunspot Cycle 24 da im więcej paliwa, by być „cool”…
Oryginalna historia Źródło: National Solar Observatory News Release.
