Solens overflate danser. Tvunget til å observere denne dansen på lang avstand, bruker forskere alle verktøyene de har til rådighet for å lete etter mønstre og forbindelser for å oppdage hva som forårsaker disse store eksplosjonene. Kartlegging av disse mønstrene kan hjelpe forskere å forutsi begynnelsen av romværet som brister mot jorden fra sola, og forstyrrer kommunikasjonen og GPS (GPS) -signaler.
Analyse av 191 solfaksler siden mai 2010 av NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO) har nylig vist et nytt stykke i mønsteret: rundt 15 prosent av blussene har en tydelig "senfaseflamning" noen minutter til timer senere som aldri før har vært fullt observert. Denne sene fasen av fakkelet pumper mye mer energi ut i verdensrommet enn tidligere er realisert.
"Vi begynner å se alle slags nye ting," sier Phil Chamberlin, stedfortredende prosjektforsker for SDO ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md. "Vi ser en stor økning i utslippene en halvtime til flere timer senere , det er noen ganger enda større enn de originale, tradisjonelle fasene av fakkel. I et tilfelle den 3. november 2010, vil bare måling av effekten av hovedfakten bety å undervurdere mengden av energi som skyter inn i jordas atmosfære med 70 prosent. "
Hele romværssystemet, fra solens overflate til ytterkantene av solsystemet, er avhengig av hvordan energi overføres fra en hendelse til en annen - magnetisk tilkobling nær solen overført til bevegelsesenergifasering over verdensrommet til energi avsatt i jordas atmosfære, for eksempel. Bedre forståelse av denne sent fase fakkel vil hjelpe forskere å kvantifisere hvor mye energi som produseres når solen bryter ut.
Teamet fant bevis for disse sene fasene da SDO først begynte å samle inn data i mai 2010 og Solen bestemte seg for å stille på show. I den aller første uken, midt i en ellers ganske rolig tid for solen, spirte det rundt ni blusser av ulik størrelse. Blussstørrelser er delt inn i kategorier, kalt A, B, C, M og X, som lenge har blitt definert av intensiteten til røntgenstrålene som sendes ut på fakkelens toppmål, målt ved satellittsystemet GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite). GOES er et NOAA-operert nettverk av satellitter som har vært i en geosynkron bane i nærheten av Jorden siden 1976. En av GOES-satellittene måler bare røntgenutslipp og er en avgjørende kilde til informasjon om romvær som solen sender vår vei.
I mai 2010 observerte SDO imidlertid blussene med sin multi-bølgelengdsyn. Den registrerte data som indikerte at noen andre bølgelengder av lys ikke oppførte seg synkronisert med røntgenstrålene, men nådde toppen til andre tider.
"I flere tiår har vår standard for fakler vært å se på røntgenstrålene og se når de topper seg," sier Tom Woods, romforsker ved University of Colorado, Boulder, Colo. Han er den første forfatteren på en artikkel om dette emnet. som går online 7. september i Astrophysical Journal. "Det er vår definisjon for når en fakkel går av. Men vi så topper som ikke samsvarer med røntgenbildene. " Woods forteller at de først var bekymret for at dataene var en anomali eller feil i instrumentene. Men da de bekreftet dataene med andre instrumenter og så mønstrene gjenta seg over mange måneder, begynte de å stole på det de så. "Og da ble vi spente," sier han.
I løpet av et år brukte teamet instrumentet EVE (for Extreme ultraviolet Variability Experiment) på SDO for å registrere data fra mange flere fakler. EVE knipser ikke konvensjonelle bilder. Woods er den viktigste etterforskeren for EVE-instrumentet, og han forklarer at det samler alt lyset fra solen på en gang og deretter skiller nøyaktig hver bølgelengde av lys og måler dens intensitet. Dette gir ikke vakre bilder slik andre instrumenter på SDO gjør, men det gir grafer som kartlegger hvordan hver bølgelengde av lys blir sterkere, topper seg og minsker over tid. EVE samler inn disse dataene hvert 10. sekund, en hastighet som garantert gir helt ny informasjon om hvordan solen forandrer seg, gitt at tidligere instrumenter bare målte slik informasjon hver og en halv time eller ikke så på alle bølgelengdene samtidig - ikke på langt nær nok informasjon for å få et fullstendig bilde av oppvarming og kjøling av fakkel.
[/ Caption]
Opptak av ekstremt ultrafiolett lys, EVE-spektraene viste fire faser i en gjennomsnittlig fakkellevetid. De tre første er observert og er godt etablert. (Selv om EVE var i stand til å måle og kvantifisere dem over et bredt spekter av lysbølgelengder bedre enn noen gang har blitt gjort.) Den første fasen er den harde røntgenimpulsive fasen, der svært energiske partikler i solens atmosfære regner ned mot solens overflate etter en eksplosiv hendelse i atmosfæren kjent som magnetisk tilkobling. De faller fritt i noen sekunder til minutter til de treffer den tettere nedre atmosfæren, og deretter begynner den andre fasen, den gradvise fasen. I løpet av minutter til timer oppvarmes solmaterialet, kalt plasma, og eksploderer på sikkerhetskopi, sporer vei langs gigantiske magnetiske løkker, og fyller løkkene med plasma. Denne prosessen sender ut så mye lys og stråling at den kan sammenlignes med millioner av hydrogenbomber.
Den tredje fasen er preget av solens atmosfære - korona-mister lysstyrke, og er så kjent som koronal dimningsfase. Dette er ofte assosiert med det som er kjent som en koronal masseutkastning, der en stor sky av plasma oppstår fra overflaten av solen.
Men den fjerde fasen, den sene fasen bluss, oppdaget av EVE var ny. Uansett hvor en til fem timer senere for flere av blussene, så de en andre topp av varmt koronalt materiale som ikke tilsvarte et annet røntgenutbrudd.
"Mange observasjoner har sett en økt ekstrem ultrafiolett topp bare sekunder til minutter etter fakkelens hovedfase, og denne oppførselen anses som en normal del av fakkelprosessen. Men denne sene fasen er annerledes, sier Goddards Chamberlin, som også er medforfatter på papiret. - Disse utslippene skjer vesentlig senere. Og det skjer etter at den viktigste utløpet viser den første toppen. ”
For å prøve å forstå hva som skjedde, så teamet også på bildene samlet fra SDOs Advanced Imaging Assembly (AIA). De kunne se utbruddet av hovedfasen på bildene, og la også merke til et annet sett med koronale løkker langt over det opprinnelige fakkelstedet. Disse ekstra løkkene var lengre og ble lysere senere enn det opprinnelige settet (eller etter-flare-løkkene som dukket opp bare minutter etter det). Disse løkkene ble også fysisk skilt fra de tidligere.
"Intensiteten vi registrerer i de sene fasene, er vanligvis svakere enn røntgenintensiteten," sier Woods. "Men den sene fasen pågår mye lenger, noen ganger i flere timer, så det gir like mye total energi som hovedfakkelen som vanligvis bare varer i noen få minutter." Fordi denne tidligere urealiserte ekstra energikilden fra fakkelet er like viktig for å påvirke Jordens atmosfære, studerer Woods og hans kolleger nå hvordan fakta i senfasen kan påvirke romværet.
Den sene fasen oppblussing er selvfølgelig bare ett stykke av puslespillet når vi prøver å forstå stjernen vi lever med. Men ved å følge med på energien, måle alle de forskjellige bølgelengdene til lys, bruke alle instrumentene som NASA har til disposisjon, hjelper slik informasjon oss til å kartlegge alle trinnene i solens store dans.
