SOHO-billede af solen, der viser magnetfelter (gule linjer) og solvinden (røde pile). Billedkredit: NASA / ESA. Klik for at forstørre.
Et lag dybt i solatmosfæren kan bruges til at estimere hastigheden af solvinden, en strøm af elektrificeret gas, der konstant blæser fra solen. At beregne hastigheden på solvinden vil forbedre vejrprognoserne for rummet, hvilket vil hjælpe menneskelig efterforskning af planeterne.
Solvinden strømmer fra Solens varme, tynde, ydre atmosfære, "koronaen". Forskerne blev overrasket over at opdage, at strukturen i Solens køligere, tætte lavere atmosfære, kaldet kromosfæren, kunne bruges til at estimere solvindens hastighed.
Dette var uventet, fordi solvinden er et fænomen af koronaen, og kromosfæren er så dyb - det er laget lige over solens synlige overflade. "Det er som at opdage, at kilden til floden Nilen ligger yderligere 500 miles inde i landet," sagde Dr. Scott McIntosh fra Southwest Research Institute, Boulder, Colo., Hovedforfatter af et artikel om denne forskning, der blev offentliggjort 10. maj i Astrophysical Journal.
Det nye arbejde lover at øge nøjagtigheden af prognoser for rumstråling. Solen lancerer lejlighedsvis milliarder ton sprængninger af elektrificeret gas, kaldet koronal masseudsprøjtning (CME), i rummet med millioner af kilometer (kilometer) i timen. Hvis en hurtig CME brænder gennem langsom solvind, opbygges et stød foran CME, der accelererer de elektrisk ladede solvindpartikler. Disse hurtige partikler kan forstyrre satellitter og er farlige for ubeskyttede astronauter.
”Ligesom det at kende flere detaljer om atmosfæren hjælper med at forudsige intensiteten af en orkan, er det at vide, om solvindens hastighed hjælper med at bestemme intensiteten af rumstrålingstorme fra CME,” sagde medforfatter Dr. Robert Leamon fra L-3 Regeringstjenester ved NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Ligesom vind på Jorden er solvinden vindstød og spænder i hastighed fra ca. 750.000 miles i timen (ca. 350 km / sekund) til 1,5 millioner miles per time (700 km / sekund).
Da solvinden består af elektrisk ladede partikler, reagerer den på magnetiske felter, der gennemsyrer solatmosfæren. Solvindpartikler flyder langs usynlige linjer med magnetisk kraft som biler på en motorvej. Når magnetfeltlinjerne bøjes lige ud i rummet, som de gør i regioner med ”koronalt hul”, fungerer solvinden som biler på en trækstrip, der kæmper med i høj hastighed. Når magnetfeltlinjerne bøjes skarpt tilbage til soloverfladen, som mønsteret med jernfilinger omkring en stangmagnet, fungerer solvinden som biler i bytrafikken og fremkommer relativt langsomt. Forskere har vidst dette i over tredive år og brugte det til at give et groft skøn for solvindens hastighed - enten hurtig eller langsom.
I det nye arbejde har teamet bundet solvindens hastighed, når det blæser forbi Jorden til variationer dybere i solatmosfæren, end der tidligere var blevet opdaget (eller endda forventet). Ved at måle den tid, det tog for en lydbølge at rejse mellem to højder i kromosfæren, var de i stand til at bestemme, at kromosfæren effektivt "strækkes tynd" under koronale huller med deres åbne magnetiske felter, men komprimeres under magnetisk lukkede områder.
Holdet brugte observationen til at udlede en kontinuerlig række solvindhastigheder fra kromosfærens struktur. Jo bredere det kromosfæriske lag er, jo mere er det tilladt at udvide sig med åbne magnetiske felter, og jo hurtigere vil solvinden blæse. Denne nye metode er mere præcis end det gamle ”hurtige eller langsomme” skøn.
NASA's Transition Region and Coronal Explorer (TRACE) rumfartøj blev brugt til at måle hastigheden af lydbølger i kromosfæren, og NASA's Advanced Composition Explorer (ACE) rumfartøj blev brugt til at udføre målinger af solvindhastigheden, da det blæste af Jorden. Sammenligningen af dataene fra de to rumfartøjer gav forbindelsen.
”Før denne opdagelse kunne vi kun bestemme solvindhastighed fra rumfartøjer, der var nogenlunde i linje mellem Jorden og Solen, som ACE, WIND og Solar and Heliospheric Observatory. Denne rumfartøjsflåde blev anbragt langs Jorden-Sol-linjen, fordi vi er nødt til at vide om rumvejret, der kommer vores vej. Sammenlignet med størrelsen på vores solsystem er dette imidlertid et meget snævert område; det er som at kigge gennem et soda-halm. Med denne opdagelse kan vi bruge TRACE til at opbygge billeder, der kan forudsige solvindhastigheden i hele halve solsystemet, ”sagde Dr. Joe Gurman, en solforsker ved NASA Goddard.
Original kilde: SWRI News Release
