L’atmosfera del sole è molto più calda della sua superficie, ecco perché

La superficie visibile del sole, o Fotosfera, Circa 6.000 C. Tuttavia, l’atmosfera del sole, che si trova a poche migliaia di chilometri sopra di esso, a poca distanza considerando le dimensioni del sole, corona, È centinaia di volte più caldo, raggiungendo oltre 1 milione di gradi Celsius.

Questo aumento di temperatura è stato osservato sulla maggior parte delle stelle, anche se sono lontane dalla principale fonte di energia del sole. Puzzle di base Quello che gli astrofisici meditano da decenni.

Nel 1942, lo scienziato svedese Hannes Alfv茅n Suggerito una spiegazioneDice che le onde magnetiche del plasma possono bypassare la fotosfera e trasportare enormi quantità di energia dall’interno alla corona prima che esplodano con il calore nell’atmosfera superiore del Sole lungo il campo magnetico del Sole. Ho fatto una teoria.

Sebbene questa teoria fosse provvisoriamente accettata, erano ancora necessarie prove sotto forma di osservazioni empiriche dell’esistenza di queste onde. La nostra ricerca recente Abbiamo finalmente raggiunto questo obiettivo, testando la teoria di 80 anni di Alfben e facendo un passo avanti verso l’utilizzo di questo fenomeno ad alta energia su questo pianeta.

Domanda infuocata

è Problema di riscaldamento a corona È stata fondata alla fine degli anni ’30 dallo spettrometro svedese Bengt Edl茅n e dall’astrofisico tedesco Walter Grotrian, che per primi hanno osservato fenomeni che potevano esistere solo quando la temperatura della corona solare era bassa. Milioni di gradi Celsius..

Rappresenta temperature fino a 1.000 volte superiori alla fotosfera sottostante, che è la superficie del Sole vista dalla Terra. La stima del calore della fotosfera è sempre relativamente facile. Misura la luce Raggiunge dal sole e lo confronta con un modello spettrale che prevede la temperatura della sorgente luminosa.

Decenni di ricerche hanno costantemente stimato che la temperatura della fotosfera sia di circa 6.000 °C. Edl茅n e Grotrian hanno scoperto che la corona del sole è molto più calda della fotosfera. Nucleo del sole, La sua ultima fonte di energia ha afflitto molte teste nella comunità scientifica.

Il calore estremo della corona solare è uno dei problemi più fastidiosi in astrofisica.

Gli scienziati si sono concentrati sulle caratteristiche del sole per spiegare questo squilibrio. Il sole è quasi interamente composto da plasma, un gas carico e altamente ionizzato. Il movimento di questo plasma Zona di convezione Parte superiore dell’interno del sole Genera enormi correnti elettriche e forti campi magnetici.

Questi campi vengono estratti dall’interno del Sole per convezione e si riversano sulla superficie visibile nei seguenti modi: Macchie solari scure, Questo è un gruppo di campi magnetici che possono formare varie strutture magnetiche nell’atmosfera solare.

È qui che entra in gioco la teoria di Alfben. Ha ipotizzato che all’interno del plasma magnetizzato del Sole, il movimento di massa delle particelle cariche interrompe il campo magnetico, producendo onde che possono trasportare grandi quantità di energia su vaste distanze dalla superficie del Sole all’atmosfera superiore. .. Il calore viaggia lungo quello che viene chiamato tubo di flusso solare prima di precipitarsi nella corona e diventare caldo.

Le macchie solari sono macchie più scure sulla superficie del sole. Arte siberiana / Shutterstock

Queste onde magnetiche al plasma sono ora chiamate onde Alfven e Alfben, che ha avuto un ruolo nello spiegare il riscaldamento della corona, premio Nobel per la fisica 1970.

Osservazione dell’onda di Alfven

Tuttavia, rimaneva il problema di osservare effettivamente queste onde. Sulla superficie del Sole e nell’atmosfera stanno accadendo così tante cose, da fenomeni che sono molte volte più grandi della Terra a piccoli cambiamenti che sono al di sotto della risoluzione dello strumento, e l’evidenza osservativa diretta delle onde di Alfvén nella fotosfera è a disposizione. Non raggiunto finora.

Tuttavia, i recenti progressi negli strumenti di misurazione hanno aperto nuove finestre per lo studio della fisica solare. Uno di questi strumenti è lo spettropolarizzatore bidimensionale di interferenza (IBIS) per la spettroscopia di imaging installato nel Dan Solar Telescope, New Mexico, USA. Questo dispositivo consente osservazioni e misurazioni più dettagliate del sole.

Usando IBIS, in combinazione con buone condizioni di osservazione, simulazione al computer avanzata e gli sforzi di un team internazionale di scienziati di sette istituti di ricerca, Infine confermatoPer la prima volta, ho scoperto che le onde di Alfven esistono nel tubo di flusso magnetico solare.

Nuova fonte di energia

La scoperta diretta delle onde di Alfven nella fotosfera solare è un passo importante per sfruttare l’alto potenziale energetico qui sulla Terra. Possono aiutare la nostra ricerca Fusione nucleare, Ad esempio, questo è il processo in corso Al sole Ciò include la conversione di piccole quantità di materia in grandi quantità di energia. La nostra attuale centrale nucleare è Fissione nucleare I critici affermano di produrre scorie nucleari pericolose. Fukushima nel 2011.

Ricreare la fusione del Sole sulla Terra per creare energia pulita rimane una grande sfida. Questo perché è necessario generare rapidamente una temperatura di 100 milioni di gradi Celsius affinché avvenga la fusione nucleare. Le onde di Alfven potrebbero essere un modo per farlo. Con la crescente conoscenza del sole, sappiamo che nelle giuste condizioni, il sole è sicuramente possibile.

Si prevede inoltre che la rivelazione del sole avverrà presto, grazie a nuove missioni e attrezzature rivoluzionarie. Il satellite orbitante solare dell’Agenzia spaziale europea è attualmente in orbita attorno al Sole, fornendo immagini ed effettuando misurazioni di regioni polari sconosciute della stella. nuovi prodotti ad alte prestazioni a terra Telescopio solare Si prevede inoltre di migliorare l’osservazione del sole dalla terra.

Ci sono molti segreti del sole ancora da scoprire, come le caratteristiche del sole. campo magnetico, questo è un momento entusiasmante per la ricerca solare. Il rilevamento delle onde di Alfven è solo un contributo a un campo più ampio che cerca di svelare i restanti misteri del Sole per un uso pratico sulla Terra.

Articolo di Marianna Corsos, Postdoctoral Fellow, Department of Physics, Abelist Wis University e Huw Morgan, Physics reader, Abelist Wis University

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