Selvom Dunn-solteleskopet er godt over 40 år gammel på Sunspot, er New Mexico ikke på udkig efter en førtidspensionering. FIRS giver samtidig spektral dækning ved synlige og infrarøde bølgelængder ved hjælp af en unik dobbeltarmet spektrograf. Ved at bruge adaptiv optik til at overvinde atmosfæriske "seende" forhold tog teamet syv aktive regioner på Solen - et i 2001 og seks i december 2010 til december 2011 - da Sunspot Cycle 23 forsvandt. Den fulde solflekseprøve har 56 observationer af 23 forskellige aktive områder ... og viste, at brint kan fungere som en type energispredningsanordning, der hjælper Solen med at få et magnetisk greb på sine pletter.
”Vi mener, at molekylært brint spiller en vigtig rolle i dannelsen og udviklingen af solflekker,” sagde Dr. Sarah Jaeggli, en nylig University of Hawaii ved Manoa-kandidat, hvis doktorgradsundersøgelse udgjorde et nøgleelement i de nye fund. Hun udførte forskningen sammen med Dr. Haosheng Lin, også fra University of Hawaii i Manoa, og Han Uitenbroek fra National Solar Observatory i Sunspot, NM. Jaeggli er nu en postdoktorisk forsker i solgruppen ved Montana State University. Deres arbejde offentliggøres i 1. februar 2012, udgave af The Astrophysical Journal.
Du behøver ikke at være solfysiker for at vide om Solens 11-årige cyklus eller for at forstå, hvordan solflekker er køligere områder med intens magnetisme. Tro det eller ej, selv fagfolk er ikke helt sikre på, hvordan alle mekanismerne fungerer ... især dem, der forårsager solflekkdannende områder, der forsinker normale konvektive bevægelser. Af de ting, vi har lært, har stedets indre temperatur en korrelation med dens magnetiske feltstyrke - med en kraftig stigning, når temperaturen afkøles. ”Dette resultat er forvirrende,” skrev Jaeggli og hendes kolleger. Det indebærer en uopdaget mekanisme inde i stedet.
En teori er, at brintatomer, der kombineres i brintmolekyler, kan være ansvarlige. Hvad angår vores sol, er størstedelen af brint ioniserede atomer, fordi den gennemsnitlige overfladetemperatur vurderes til 5780 K (9944 ° F). Da Sol imidlertid betragtes som en "cool stjerne", har forskere fundet indikationer på tunge element molekyler i solspektret - inklusive overraskende vanddamp. Denne type fund kan bevise, at paraplyregionerne kunne give brintmolekyler mulighed for at kombinere i overfladelagene - en forudsigelse på 5% foretaget af den afdøde professor Per E. Maltby og kolleger ved Universitetet i Oslo. Denne type skift kan forårsage drastiske dynamiske ændringer, hvad angår gastryk.
”Dannelsen af en stor fraktion af molekyler kan have vigtige effekter på de termodynamiske egenskaber i solatmosfæren og solfleks fysik,” skrev Jaeggli.
Da direkte målinger overstiger vores nuværende kapacitet, målte teamet derefter en proxy - hydroxylradikalen lavet af et atom hver af brint og ilt (OH). I henhold til National Solar Observatory “dissocierer OH (bryder ind i atomer) ved en lidt lavere temperatur end H2, hvilket betyder, at H2 også kan dannes i regioner, hvor OH er til stede. Ved en tilfældighed er en af dens infrarøde spektrallinjer 1565,2 nm, næsten den samme som 1565 nm jernslinien, der bruges til at måle magnetisme på et sted, og en af linjerne FIRS er designet til at observere. ”
Ved at kombinere både gamle og nye data målte teamet magnetfelter på tværs af solflekker og OH-intensiteten inden i pletter, bedømt H2-koncentrationerne. ”Vi fandt bevis for, at der dannes betydelige mængder brintmolekyler i solflekker, der er i stand til at opretholde magnetiske felter stærkere end 2.500 Gauss,” kommenterede Jaeggli. Hun sagde også, at dens tilstedeværelse fører til en midlertidig "løbsk" intensivering af magnetfeltet.
Med hensyn til anatomi af et solfleks koges magnetisk flux op fra solens indre og bremser overfladekonvektion - hvilket igen stopper køligere gas, der har udstrålet sin varme ud i rummet. Derfra dannes molekylært brint, hvilket reducerer volumen. Fordi den er mere gennemsigtig end dens atomære modstykke, stråles dens energi også ud i rummet, så gassen kan køle endnu mere. På dette tidspunkt komprimerer den varme gas, der er primet af fluxen, det køligere område og intensiverer magnetfeltet. ”Til sidst udjævnes det, delvis fra energi, der udstråler fra den omgivende gas. Ellers ville stedet vokse uden grænser. Efterhånden som magnetfeltet svækkes, opvarmes H2- og OH-molekylerne og dissocieres tilbage til atomer, hvorved de resterende kølige områder komprimeres og forhindrer, at stedet falder sammen. ”
I øjeblikket indrømmer teamet, at yderligere computermodellering er påkrævet for at validere deres observationer, og at de fleste af de aktive regioner hidtil har været milde. De håber, at Sunspot Cycle 24 vil give dem mere brændstof til at være "cool" ...
Original historiekilde: National Solar Observatory News Release.
