Suns Super-Hot Shell wird von Plasma Jets gekocht

Physiker, die ihre Gedanken auf die Sonne richten, sind seit langem darüber verwirrt, warum ihre äußere Atmosphäre um Millionen Grad heißer ist als die Oberfläche. Während Theorien reichlich vorhanden sind, wurden keine direkten Beobachtungen über die mysteriösen Prozesse gemacht, die die Sonnenatmosphäre erwärmen ... bis jetzt.

Mit Hilfe modernster Technologie glaubt ein Team von Wissenschaftlern, ein wichtiges Teil des Puzzles entdeckt zu haben. Die Ergebnisse ihrer neuen Studie deuten darauf hin, dass die sengende Hitze der Sonnenatmosphäre kontinuierlich durch Plasmastrahlen ergänzt wird, die mit Überschallgeschwindigkeit von der Oberfläche der Sonne nach oben schreien.

Diese Plasmastrahlen, Spicules genannt, sind "lange, längliche Finnen am Rand der Sonne", sagte Bart De Pontieu, leitender Forscher der Studie gegenüber ProfoundSpace.org. Die Bewegung der erhitzten Nadeln könnte erklären, wie die Sonnenatmosphäre oder die Korona einige Millionen Grad heißer ist als die Oberfläche, die eine Temperatur von etwa 6.000 Grad Celsius hat.

"Das Gas oder Plasma ist ursprünglich ziemlich kühl, aber wenn die Spikula nach oben getrieben werden, wird ein Teil dieses Gases auf einige Millionen Grad erhitzt", sagte De Pontieu, Solarchophysiker am Lockheed Martin Solar- und Astrophysiklabor in Palo Alto , Kalifornien

Springbrunnen aus Plasma

Wissenschaftler hatten zuvor Spikula als eine mögliche Quelle der koronalen Erwärmung untersucht, sagte De Pontieu, aber viele Forscher lehnten die Idee ab, weil ihnen die intensive Temperatur der Jets fehlte.

Im Jahr 2007 identifizierten De Pontieu und seine Kollegen sogenannte Spikula vom Typ II, extrem schnelle, aber kurzlebige Jets, die schneller als 100 Kilometer pro Sekunde aufstiegen.

Die Forscher kombinierten die Daten des kürzlich von der NASA lancierten Solar Dynamics Observatory und des japanischen Satelliten Hinode, um zum ersten Mal direkte Beobachtungen dieser sich schnell bewegenden Jets aus heißem Plasma zu machen.

"Indem wir erkennen, dass diese Strahlen erhitztes Plasma in die äußere Atmosphäre der Sonne einbringen, gewinnen wir ein besseres Verständnis der Korona und verbessern möglicherweise unser Verständnis des subtilen Einflusses der Sonne auf die obere Erdatmosphäre", sagte Scott McIntosh, ein Sonnenphysiker im National Center für Atmospheric Research in Boulder, Colorado, die ebenfalls an der Studie beteiligt war.

Einen anderen Ansatz wählen

Die Ergebnisse stellen eine Abkehr von bestehenden Theorien der koronalen Erwärmung dar, aber das scharfe Auge des Solar Dynamics Observatory, das eine tägliche Fülle von hochauflösenden Bildern der Sonne einfängt, bot den Wissenschaftlern die klarsten Ansichten des großartigen Sterns.

"Die hohe räumliche und zeitliche Auflösung der neueren Instrumente war entscheidend für die Entdeckung dieser zuvor verborgenen koronalen Massenversorgung", sagte McIntosh.

Es gibt jedoch noch viel mehr über Spiculae und die Mechanismen der koronalen Erwärmung zu lernen.

"Wir sagen nicht, dass dies die einzige Art ist, wie die Korona erhitzt wird, aber unsere Ergebnisse zeigen etwas, was durch die gegenwärtigen Theorien nicht erklärt werden kann", sagte De Pontieu. "Basierend auf unseren derzeitigen Schätzungen spielen diese Jets wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der Korona, aber wir müssen mit unserer Schlussfolgerung vorsichtig sein. Es ist sehr wahrscheinlich, dass andere Mechanismen im Spiel sind - diese Beobachtungen zeigen, dass eine Menge interessanter Dinge vor sich gehen."

Die Straße entlang

Um diese Studie zu erweitern, hoffen De Pontieu und seine Kollegen, Daten über die Zusammensetzung der Jets und die Mechanismen zu erhalten, die zwischen der Sonnenoberfläche und der Korona stattfinden.

"Eine unserer größten Herausforderungen besteht darin, zu verstehen, was das Material in den Nadeln antreibt und erhitzt", sagte De Pontieu.

Im Jahr 2012 wird die NASA den Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) starten, der sich auf die Dichte, Temperatur und das Magnetfeld zwischen der Sonnenoberfläche und der Korona konzentrieren wird. Die Forscher hoffen, dass die Daten dieser Mission zu einem besseren Verständnis der Spikula und der koronalen Erwärmung führen werden.

"Wir wollen das große Ganze verstehen, aber wir müssen alle kleinen Details verstehen, wie die Dinge funktionieren, um das große Ganze zu verstehen", sagte De Pontieu.

Die Ergebnisse der Studie werden in der heutigen (6. Januar) Ausgabe der Zeitschrift Science veröffentlicht.