Novi eksperiment pruža važne uvide…

Jedna od velikih misterija solarne fizike jest kako sunčeva korona doseže temperaturu od nekoliko milijuna stupnjeva Celzijusa.
Sunčeva korona ima temperature od nekoliko milijuna Celzijevih stupnjeva

Trag koji objašnjava ovu pojavi vodi do dijela solarne atmosfere neposredno ispod korone gdje zvučni i određeni valovi plazme putuju istom brzinom. U eksperimentu koji koristi otopljeni rubidij i pulsirajuća visoka magnetska polja, tim znanstvenika iz njemačkog nacionalnog laboratorija Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), po prvi je put eksperimentalno potvrdio predviđeno ponašanje takozvanih Alfvénovih valova.

Središte našeg Sunca je nezamislivo vruće s temperaturama koje se kreću do 15 milijuna Celzijusa. Na površini ono emitira svoju svjetlost s relativno umjerenih 6000 stupnjeva. “Začuđujuće je što temperature od nekoliko milijuna stupnjeva ponovo prevladavaju u koroni iznad Sunca”, smatra dr. Frank Stefani. Za Stefanija, fenomen zagrijavanja korone jedna je od velikih misterija solarne fizike.

Magnetska polja igraju važnu ulogu u zagrijavanju Sunčeve korone

Danas je u solarnoj fizici široko prihvaćena činjenica da magnetna polja igraju važnu ulogu u zagrijavanju Sunčeve korone. No, ostaje pitanje je li ovaj učinak posljedica nagle promjene strukture magnetskog polja u solarnoj plazmi ili prigušenja različitih vrsta valova. Novi rad fokusira se na takozvane Alfvénove valove koji se javljaju ispod korone u vrućoj plazmi Sunčeve atmosfere prožete magnetskim poljima.

Magnetska polja koja djeluju na ionizirane čestice plazme podsjećaju na žicu gitare, čije sviranje pokreće valno gibanje. Baš kao što se visina frekvencija žice povećava s njezinom napetošću, tako i frekvencija te brzina širenja Alfvénovog vala raste s jačinom magnetskog polja.

“Neposredno ispod Sunčeve korone nalazi se takozvana magnetska nadstrešnica, sloj u kojem su magnetska polja poravnata uglavnom paralelno sa Sunčevom površinom. Ovdje zvučni i Alfvénovi valovi imaju otprilike istu brzinu i stoga se lako mogu preobraziti jedan u drugi. Mi smo htjeli prodrijeti upravo do te čarobne točke gdje počinje nagla transformacija magnetske energije plazme u toplinu,” dodaje Stefani.

Eksperiment je bio zahtjevan

Zbog tlaka (50x većeg od atmosferskog zraka) koji se stvarao u pulsirajućem magnetskom polju, rastaljeni rubidij morao je biti zatvoren u čvrstom spremniku od nehrđajućeg čelika. Puštanjem izmjenične struje na dno spremnika uz istovremeno izlaganje magnetskom polju, konačno se moglo izgenerirati Alfvénove valove u taljevini. Izmjerena brzina valova odgovarala je očekivanjima.

Do jačine polja od 54 tesle svim mjerenjima dominirala frekvencija signala izmjenične struje ali nakon 54 tesle pojavio se novi signal prepolovljene frekvencije. Ovo je bilo u skladu s teorijskim predviđanjima. Alfvénovi valovi Stefaninog tima po prvi su put probili zvučnu barijeru. Time rad pridonosi važnom detalju za rješavanje zagonetke zagrijavanja Sunčeve korone.

Kosmos