SOHO-bilde av solen som viser magnetiske felt (gule linjer) og solvinden (røde piler). Bildekreditt: NASA / ESA. Klikk for å forstørre.
Et lag dypt i solatmosfæren kan brukes til å estimere hastigheten på solvinden, en strøm av elektrifisert gass som stadig blåser fra solen. Estimering av hastigheten på solvinden vil forbedre romværvarslene, noe som vil hjelpe menneskelig utforskning av planetene.
Solvinden strømmer fra solens varme, tynne ytre atmosfære, "koronaen". Forskerne ble overrasket over å oppdage at strukturen i solens kjøligere, tette lavere atmosfære, kalt kromosfæren, kunne brukes til å estimere hastigheten på solvinden.
Dette var uventet fordi solvinden er et fenomen i koronaen, og kromosfæren er så dyp - det er laget like over solens synlige overflate. "Det er som å oppdage at kilden til elven Nilen er ytterligere 500 mil innover i landet," sier Dr. Scott McIntosh fra Southwest Research Institute, Boulder, Colo., Hovedforfatter av et dokument om denne forskningen som ble publisert 10. mai i Astrophysical Journal.
Det nye arbeidet lover å øke nøyaktigheten til romstrålingsprognoser. Solen lanserer tidvis milliarder tonn eksplosjoner med elektrifisert gass, kalt koronale masseavkastninger (CME), ut i verdensrommet med millioner av kilometer i timen. Hvis en rask CME pløyer gjennom langsom solvind, bygger det seg opp et støt foran CME som akselererer de elektrisk ladede solvindpartiklene. Disse raske partiklene kan forstyrre satellitter og er farlige for ubeskyttede astronauter.
"Akkurat som det å vite mer detaljer om atmosfæren, er med på å forutsi intensiteten til en orkan, er det å vite hastigheten på solvinden bidra til å bestemme intensiteten til stormstrålingstormer fra CME-er," sa medforfatter Dr. Robert Leamon i L-3 Offentlige tjenester ved NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Som vind på jorden, er solvinden vindsterk, og varierer i hastighet fra omtrent 750 000 miles per time (ca. 350 km / sekund) til 1,5 millioner miles per time (700 km / sekund).
Siden solvinden består av elektrisk ladede partikler, reagerer den på magnetiske felt som gjennomsyrer solatmosfæren. Solvindpartikler strømmer langs usynlige linjer med magnetisk kraft som biler på en motorvei. Når magnetfeltlinjene bøyes rett ut i verdensrommet, som de gjør i “koronale hull” -regioner, fungerer solvinden som biler på en dragstripe og løper med i høy hastighet. Når magnetfeltlinjene bøyes kraftig tilbake til soloverflaten, som mønsteret med jernfilinger rundt en stangmagnet, fungerer solvinden som biler i bytrafikken og dukker den opp relativt sakte. Forskere har visst dette i over tretti år og brukte det til å gi et grovt estimat for solvindens hastighet - enten raskt eller sakte.
I det nye arbeidet har teamet bundet hastigheten på solvinden når den blåser forbi Jorden til variasjoner dypere i solatmosfæren enn det som tidligere hadde blitt oppdaget (eller til og med forventet). Ved å måle tiden det tok for en lydbølge å reise mellom to høyder i kromosfæren, klarte de å bestemme at kromosfæren effektivt er "strukket tynn" under koronale hull med sine åpne magnetfelt, men komprimert under magnetisk lukkede områder.
Teamet brukte observasjonen for å utlede et kontinuerlig utvalg av solvindhastigheter fra kromosfærens struktur. Jo bredere det kromosfæriske laget er, jo mer tillates det å utvide seg med åpne magnetiske felt og desto raskere vil solvinden blåse. Denne nye metoden er mer presis enn det gamle "raskt eller sakte" estimatet.
NASAs Transition Region and Coronal Explorer (TRACE) romskip ble brukt til å måle hastigheten på lydbølger i kromosfæren, og NASAs Advanced Composition Explorer (ACE) romfartøy ble brukt til å måle solens vindhastighet når det blåste av jorden. Sammenligning av dataene fra de to romskipene ga forbindelsen.
Før dette funnet kunne vi bare bestemme solvindhastighet fra romfartøyer som var omtrent på linje mellom jorden og solen, som ACE, WIND og Solar and Heliospheric Observatory. Denne romfartsflåten ble plassert langs jord-sol-linjen fordi vi trenger å vite om romværet som kommer vår vei. Sammenlignet med størrelsen på solsystemet vårt, er dette imidlertid et veldig smalt område; det er som å se gjennom et brusstrå. Med denne oppdagelsen kan vi bruke TRACE til å bygge opp bilder som kan forutsi solvindhastigheten i hele halve solsystemet, sier Dr. Joe Gurman, en solforsker ved NASA Goddard.
Originalkilde: SWRI News Release
