Solens overfladedanser. Tvunget til at observere denne dans på afstand, bruger forskere alle de værktøjer, de råder til, for at se efter mønstre og forbindelser for at finde ud af, hvad der forårsager disse store eksplosioner. Kortlægning af disse mønstre kan hjælpe forskere med at forudsige indtræden af rumvejr, der brister mod Jorden fra solen, og interfererer med kommunikation og GPS (GPS) -signaler.
Analyse af 191 solbrændinger siden maj 2010 af NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO) har for nylig vist et nyt stykke i mønsteret: ca. 15 procent af faklerne har en markant "senfaseflamning" nogle minutter til timer senere, som aldrig før har været fuldt observeret. Denne sene fase af fakkel pumpes meget mere energi ud i rummet end tidligere realiseret.
”Vi begynder at se alle mulige nye ting,” siger Phil Chamberlin, viceprojektforsker for SDO ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md. ”Vi ser en stor stigning i emissionerne en halv time til flere timer senere , det er undertiden endnu større end de originale, traditionelle faser af blusset. I et tilfælde den 3. november 2010 ville kun måling af virkningerne af den vigtigste flare betyde, at man undervurderer mængden af energi, der skyder ind i Jordens atmosfære med 70 procent. ”
Hele rumvejrssystemet, fra solens overflade til solsystemets ydre kanter, er afhængig af, hvordan energi overføres fra en begivenhed til en anden - magnetisk genforbindelse nær solen, der overføres til bevægelsesenergiforsyning over rummet til energi deponeret i jordens atmosfære for eksempel. Bedre forståelse af denne sent fase flare vil hjælpe forskere med at kvantificere, hvor meget energi der produceres, når solen bryder ud.
Holdet fandt bevis for disse sene faser, da SDO først begyndte at indsamle data i maj 2010, og Solen besluttede at stille på et show. I den allerførste uge, midt i en ellers temmelig rolig tid for solen, spirede der omkring ni fakler i forskellige størrelser. Flare-størrelser er opdelt i kategorier, navngivet A, B, C, M og X, der længe er defineret af intensiteten af røntgenstrålerne, der udsendes ved flares top, målt ved GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) satellitsystem. GOES er et NOAA-drevet netværk af satellitter, der har været i en geosynkron bane nær Jorden siden 1976. En af GOES-satellitterne måler kun røntgenstråling og er en vigtig kilde til information om rumvejr, som solen sender vores vej.
I maj 2010 observerede SDO imidlertid disse blusser med sin multi-bølgelængdesyn. Det registrerede data, der indikerede, at nogle andre bølgelængder af lys ikke opførte sig synkroniseret med røntgenstrålene, men toppede på andre tidspunkter.
"I årtier har vores standard for blusser været at se røntgenstrålerne og se, hvornår de topper," siger Tom Woods, en rumforsker ved University of Colorado, Boulder, Colo. Han er først forfatter til et papir om dette emne der går online 7. september i Astrophysical Journal. ”Det er vores definition på, hvornår en fakkel går af. Men vi så toppe, der ikke svarede til røntgenstrålene. ” Woods fortæller, at de først var bekymrede for, at dataene var en afvigelse eller en fejl i instrumenterne. Men da de bekræftede dataene med andre instrumenter og så mønstrene gentages over mange måneder, begyndte de at stole på, hvad de så. ”Og så blev vi spændte,” siger han.
I løbet af et år brugte teamet EVE (til Extreme ultraviolet Variability Experiment) på SDO til at registrere data fra mange flere blusser. EVE klikker ikke på konventionelle billeder. Woods er den vigtigste efterforsker for EVE-instrumentet, og han forklarer, at det samler alt lyset fra solen på en gang og derefter adskiller nøjagtigt hver bølgelængde af lys og måler dens intensitet. Dette producerer ikke smukke billeder, som andre instrumenter på SDO gør, men det giver grafer, der kortlægger, hvordan hver bølgelængde af lys bliver stærkere, topper og formindskes med tiden. EVE indsamler disse data hvert 10. sekund, en hastighed, der garanteres giver helt nye oplysninger om, hvordan solen skifter, i betragtning af at tidligere instrumenter kun målte sådan information hver og en halv time eller ikke kiggede på alle bølgelængderne samtidig - ikke næsten nok information for at få et komplet billede af opvarmning og afkøling af fakkel.
[/ Caption]
Optagelse af ekstremt ultraviolet lys, EVE-spektre viste fire faser i en gennemsnitlig flares levetid. De første tre er blevet observeret og er veletablerede. (Selvom EVE var i stand til at måle og kvantificere dem over en lang række lysbølgelængder bedre end nogensinde er gjort). Den første fase er den hårde røntgenstråleimpulsive fase, hvor meget energiske partikler i solens atmosfære regner ned mod solens overflade efter en eksplosiv begivenhed i atmosfæren kendt som magnetisk genforbindelse. De falder frit i nogle sekunder til minutter, indtil de rammer den tættere lavere atmosfære, og derefter begynder den anden fase, den gradvise fase. I løbet af minutter til timer opvarmes solmaterialet, kaldet plasma, og eksploderer en sikkerhedskopi, sporer sin vej langs gigantiske magnetiske løkker og fylder sløjferne med plasma. Denne proces udsender så meget lys og stråling, at det kan sammenlignes med millioner af brintbomber.
Den tredje fase er kendetegnet ved solens atmosfære - den korona-tabende lysstyrke, og er såkaldt den koronale dæmpningsfase. Dette er ofte forbundet med det, der er kendt som en koronal masseudsprøjtning, hvor en stor sky af plasma bryder ud over solens overflade.
Men den fjerde fase, den sene fase flare, opdaget af EVE, var ny. Hvor som helst fra en til fem timer senere for flere af fakkelerne, så de en anden top af varmt koronalt materiale, som ikke svarede til et andet røntgenudbrud.
”Mange observationer har set en forøget ekstrem ultraviolet top kun sekunder til minutter efter flammens hovedfase, og denne opførsel betragtes som en normal del af fakkelprocessen. Men denne sene fase er anderledes, ”siger Goddards Chamberlin, der også er medforfatter på papiret. ”Disse emissioner sker væsentligt senere. Og det sker, efter at den største flare udviser den indledende top. ”
For at prøve at forstå, hvad der skete, så holdet også på billederne, der blev indsamlet fra SDOs Advanced Imaging Assembly (AIA). De kunne se hovedfase-udbrud på billederne og bemærkede også et andet sæt koronale løkker langt over det originale flare-sted. Disse ekstra løkker var længere og blev lysere senere end det originale sæt (eller efter-flare-løkker, der optrådte kun få minutter efter det). Disse sløjfer blev også fysisk adskilt fra de tidligere.
”Den intensitet, vi registrerer i de sene fasesignaler, er normalt svagere end røntgenintensiteten,” siger Woods. ”Men den sene fase går meget længere, nogle gange i flere timer, så det udsætter lige så meget total energi som den vigtigste flare, der typisk kun varer i et par minutter.” Fordi denne tidligere urealiserede ekstra energikilde fra fakkel er lige så vigtig for at påvirke Jordens atmosfære, studerer Woods og hans kolleger nu, hvordan den sene fase fakler kan påvirke rumvejret.
Den sene fase flare er naturligvis kun et stykke af puslespillet, når vi prøver at forstå den stjerne, som vi lever med. Men ved at holde styr på energien, måle alle de forskellige bølgelængder af lys, bruge alle de instrumenter, som NASA har til rådighed, hjælper sådanne oplysninger os med at kortlægge alle trin i Solens store dans.
