Μαγνητικά κύματα Alfvén θερμαίνουν τον Ήλιο

Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Queen του Μπέλφαστ έφτασαν σε μια πρωτοποριακή ανακάλυψη, ότι τα μαγνητικά κύματα που συντρίβονται στον ήλιο μπορεί να είναι το κλειδί για τη θέρμανση της ατμόσφαιρας και την πρόωση του
ηλιακού ανέμου.

Μια άποψη μιας ηλιακής κηλίδας στην ηλιακή επιφάνεια, ορατή εδώ ως μια σκοτεινή συγκέντρωση πλάσματος, με μια ισχύ του μαγνητικού πεδίου παρόμοια με εκείνη που βρίσκεται στις σύγχρονες μηχανές απεικόνισης MRI των νοσοκομείων. Ωστόσο, το μέγεθος της ηλιακής κηλίδας, που είναι συγκρίσιμο με εκείνο της ίδιας της γης μας (δείτε την Γη που απεικονίζεται στη κάτω δεξιά γωνία), δίνει στις δομές αυτές μια τεράστια ισχύ και ενέργεια. Η πρόσφατη δημοσίευση αποκαλύπτει για πρώτη φορά την απόδειξη για το πώς μια σπάνια μορφή μαγνητικών κυμάτων, που προέρχονται από το κέντρο των ηλιακών κηλίδων, μπορεί να δημιουργήσει κρουστικά κύματα που θερμαίνουν το πλάσμα σε χιλιάδες βαθμούς.


Το 1942, ο Σουηδός φυσικός και μηχανικός Hannes Alfvén προέβλεψε την ύπαρξη ενός νέου τύπου κύματος εξαιτίας του μαγνητισμού που επενεργούσε πάνω σε ένα πλάσμα, γεγονός που έκανε την  Σουηδική Ακαδημία να του δώσει το Νόμπελ Φυσικής το 1970. Από τότε που έγινε η πρόβλεψη τους, τα κύματα Alfvén έχουν συσχετιστεί με μια ποικιλία πηγών, συμπεριλαμβανομένων των πυρηνικών αντιδραστήρων, το νέφος αερίων που περιβάλλει τους κομήτες, εργαστηριακά πειράματα, την απεικόνιση της ιατρικής μαγνητικής απεικόνισης και την ατμόσφαιρα του κοντινότερου μας άστρου – τον Ήλιο.

Οι επιστήμονες έχουν προτείνει εδώ και πολλά χρόνια ότι αυτά τα κύματα μπορεί να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση των εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών του Ήλιου, αλλά μέχρι στιγμής δεν είχαν κατορθώσει να το αποδείξουν.

Τώρα ο David Jess από τη Σχολή Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Queen εξηγεί: «Για πολύ καιρό οι επιστήμονες σε ολόκληρο τον πλανήτη είχαν προβλέψει ότι τα κύματα Alfvén εκτοξεύονταν πάνω από την ηλιακή επιφάνεια για να διαλυθούν στα ψηλότερα στρώματα της, απελευθερώνοντας έτσι τεράστια ποσά ενέργειας σε μορφή θερμότητας. Κατά την τελευταία δεκαετία οι επιστήμονες μπόρεσαν όμως να αποδείξουν ότι τα κύματα υπάρχουν αλλά μέχρι τώρα δεν υπήρχε καμία άμεση απόδειξη ότι είχαν την ικανότητα να μετατρέψουν την κίνησή τους σε θερμότητα.

Η μελέτη χρησιμοποίησε προηγμένες παρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης από το ηλιακό τηλεσκόπιο Dunn στο Νέο Μεξικό μαζί με συμπληρωματικές παρατηρήσεις από το Παρατηρητήριο Solar Dynamics της NASA, για να αναλύσει τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία που εμφανίζονται στις ηλιακές κηλίδες. Αυτές έχουν έντονα πεδία παρόμοια με τα σύγχρονα μηχανήματα MRI στα νοσοκομεία και είναι πολύ μεγαλύτερα από τον δικό μας πλανήτη.

Ο Samuel Grant από το Queen σχολιάζει : «Αναλύοντας το φως του Ήλιου στα στα συστατικά του χρώματα, η ομάδα μπόρεσε να εξετάσει τη συμπεριφορά ορισμένων στοιχείων του περιοδικού πίνακα μέσα στην ατμόσφαιρα του Ήλιου, συμπεριλαμβανομένων του ασβεστίου και του σιδήρου.  Από τη στιγμή που εξήχθησαν αυτά τα στοιχεία, εντοπίστηκαν έντονες λάμψεις στις εικόνες. Αυτές οι έντονες αναλαμπές είχαν όλα τα χαρακτηριστικά των κυμάτων Alfvén, που μετατρέπουν την ενέργεια τους σε κύματα κλονισμού, με τον ίδιο τρόπο που ένα υπερηχητικό αεροσκάφος δημιουργεί ένα κύμα, όταν υπερβαίνει την ταχύτητα του ήχου στον αέρα.Τα κύματα κλονισμού έπειτα κινούνται μέσα στο πλάσμα και παράγουν υπερβολική θερμότητα 

-->
Χρησιμοποιώντας υπερυπολογιστές μπορέσαμε να αναλύσουμε τα δεδομένα και να δείξουμε για πρώτη φορά στην ιστορία ότι τα κύματα Alfvén ήταν ικανά να αυξήσουν βίαια τις θερμοκρασίες πλάσματος πάνω από το ήρεμο περιβάλλον τους. »
Πηγή
Από το physics4u

loading...