Dešimtmečius mokslininkai siekė išsiaiškinti, kodėl Saulės vainikas, išorinis jos atmosferos sluoksnis, įkaista iki milijonų laipsnių, kai tuo metu Saulės paviršius išlieka palyginti vėsus, vos apie 5500 °C.
Naujas tyrimas pateikė svarbų atsakymo raktą. Tarptautinė mokslininkų grupė pirmą kartą užfiksavo aiškius mažo mastelio torsioninių Alfvéno bangų požymius, išplitusius per visą vainiką.
Šios bangos keliauja išilgai magnetinių laukų linijų, jas sukdamos ir kartu transportuodamos įkaitusį plazmos srautą aukštyn. Iki šiol pavykdavo aptikti tik didesnes, pavienes Alfvéno bangas, susijusias su Saulės žybsniais.
Mažesnio mastelio bangos buvo numatytos teoriniuose modeliuose, tačiau tiesiogiai jų niekas nebuvo stebėjęs. Šių bangų aptikimas padeda paaiškinti, kaip itin karšta plazma iš santykinai vėsios Saulės paviršiaus zonos keliauja į vainiką, kur temperatūra pasiekia milijonus laipsnių, ir kaip ši energija toliau išsisklaido.
„Šis atradimas užbaigia ilgą paieškų laikotarpį, prasidėjusį dar ketvirtajame dešimtmetyje“, – teigė fizikas Ričardas Mortonas iš Šiaurėsumbrijos universiteto Jungtinėje Karalystėje.
„Pagaliau galime tiesiogiai stebėti, kaip šios torsioninės bangos iš tiesų susuka Saulės magnetinio lauko linijas.“
Tyrimas tapo įmanomas dėl itin didelės raiškos vaizdų, gautų iš galingiausio pasaulyje Saulės teleskopo – Nacionalinio mokslo fondo Danielio K. Inouye observatorijos Havajuose.
Teleskopo instrumentai leidžia itin tiksliai fiksuoti Saulės plazmos, t. y. įkrautųjų dalelių, judėjimą. Stebėjimai buvo atliekami sekant įkaitusio geležies spinduliavimą, kai plazma artėja prie Žemės, šviesos spektras pasislenka į mėlynąją pusę, o tolstant į raudonąją.
Pašalinus kitų plazmos bangų, svyruojančių pirmyn ir atgal, poveikį, tyrėjams pavyko išryškinti būtent sukamąjį judesį, kurio jie ieškojo.
„Paprastai plazmos judėjimą Saulės vainike dominuoja linguojantys svyravimai“, – paaiškino Mortonas.
„Jie užgožia sukamuosius judesius, todėl teko sukurti metodą, leidžiantį atskirti šį sukimą nuo kitų bangų poveikio.“
Šie rezultatai padeda geriau suprasti, kaip veikia milžiniška Saulės „krosnis“, ir suteikia naujų įžvalgų apie Saulės vėją – įkrautų dalelių srautą, keliaujantį iki Žemės ir galintį trikdyti palydovų bei elektros sistemas.
Manoma, kad mažo mastelio torsioninės Alfvéno bangos gali būti viena iš jėgų, padedančių išstumti Saulės vėją už gravitacijos ribų, taip pat prisidedančių prie vainiko įkaitimo iki neįtikėtinų temperatūrų.
Gebėjimas matyti šiuos procesus realiu laiku ir tiksliau juos modeliuoti leis patobulinti kosminių orų prognozes, kurios svarbios numatant geomagnetines audras, galinčias paveikti Žemės infrastruktūrą.
Atradus šias mažas Alfvéno bangas, mokslininkai dabar gali giliau tirti jų pasiskirstymą, veikimo mechanizmus ir poveikį platesnėse vainiko srityse. Tai leis griežčiau patikrinti ir kitas Saulės energijos perdavimo teorijas.
„Šis tyrimas suteikia tvirtą pagrindą įvairiems teoriniams modeliams, kurie aiškina, kaip Alfvéno bangų turbulencija tiekia energiją Saulės atmosferai“, – pridūrė Mortonas. „Tiesioginiai stebėjimai pagaliau leidžia šiuos modelius palyginti su realybe.“
