Gelung koronal, struktur elegan dan terang yang merangkumi permukaan suria dan ke atmosfera suria, adalah kunci untuk memahami mengapa corona begitu panas. Ya, itu Matahari, dan ya, panas, tapi suasananya juga panas. Teka-teki mengapa korona suria lebih panas daripada fotosfera Matahari membuat para ahli fizik suria sibuk sejak pertengahan abad kedua puluh, tetapi dengan bantuan pemerhatian moden dan model teori canggih, kita sekarang mempunyai idea yang cukup baik tentang apa yang menyebabkannya. Jadi adakah masalah itu diselesaikan? Tidak cukup…
Jadi mengapa ahli fizik solar begitu berminat dengan korona suria? Untuk menjawabnya, saya akan menarik petikan dari artikel Majalah Angkasa pertama saya:
…ukuran zarah koronal memberitahu kita bahawa atmosfera Matahari sebenarnya lebih panas daripada permukaan Matahari. Pemikiran tradisional menunjukkan bahawa ini salah; segala jenis undang-undang fizikal akan dilanggar. Udara di sekitar mentol tidak lebih panas daripada mentol itu sendiri, haba dari objek akan berkurang semakin jauh anda mengukur suhu (jelas sebenarnya). Sekiranya anda sejuk, anda tidak menjauh dari api, anda akan menghampirinya! - dari "Hinode Discovers Sun's Hidden Sparkle", Space Magazine, 21 Disember 2007
Ini bukan hanya rasa ingin tahu akademik. Cuaca ruang angkasa berasal dari korona suria yang lebih rendah; memahami mekanisme di sebalik pemanasan koronal mempunyai implikasi yang luas untuk meramalkan cahaya matahari yang bertenaga (dan merosakkan) dan meramalkan keadaan antara planet.
Jadi, masalah pemanasan koronal adalah masalah yang menarik dan ahli fizik solar panas di jalan jawapan mengapa corona begitu panas. Gelung koronal magnetik adalah pusat fenomena ini; mereka berada di dasar atmosfera suria dan mengalami pemanasan cepat dengan kecerunan suhu dari puluhan ribu Kelvin (dalam kromosfer) hingga puluhan juta Kelvin (di korona) dalam jarak yang sangat singkat. Kecerunan suhu bertindak melintasi kawasan peralihan tipis (TR), yang bervariasi dalam ketebalan, tetapi hanya beberapa ratus kilometer tebal di tempat-tempat.
Gelung cahaya matahari panas yang terang ini mungkin mudah dilihat, tetapi terdapat banyak perbezaan antara pemerhatian teori korona dan coronal. Mekanisme yang bertanggungjawab untuk memanaskan gelung terbukti sukar dijabarkan, terutama ketika berusaha memahami dinamika gelung koronal "suhu tengah" (sebutan "hangat") dengan plasma yang dipanaskan hingga sekitar satu juta Kelvin. Kami semakin hampir untuk menyelesaikan teka-teki ini yang akan membantu ramalan cuaca ruang angkasa dari Matahari ke Bumi, tetapi kita perlu memikirkan mengapa teori ini tidak sama dengan apa yang kita lihat.
Ahli fizik suria telah dibahagikan mengenai topik ini untuk beberapa lama. Adakah plasma gelung koronal dipanaskan oleh peristiwa penyambungan semula magnet berselang sepanjang gelung koronal? Atau adakah mereka dipanaskan oleh beberapa pemanasan tetap lain yang sangat rendah di korona? Atau adakah sedikit dari keduanya?
Saya sebenarnya menghabiskan empat tahun bergelut dengan masalah ini semasa bekerja dengan Solar Group di University of Wales, Aberystwyth, tetapi saya berada di sisi "pemanasan berterusan". Terdapat beberapa kemungkinan ketika mempertimbangkan mekanisme di sebalik pemanasan koronal yang stabil, bidang kajian saya yang khusus adalah pengeluaran gelombang gelombang dan interaksi gelombang-partikel (promosi diri tanpa malu-malu… tesis 2006 saya: Gelung Coronal Sunyi Dipanaskan Oleh Pergolakan, sekiranya anda mempunyai hujung minggu yang lapang dan suram di hadapan anda).
James Klimchuk dari Makmal Fizik Suria Goddard Space Flight Center di Greenbelt, MD, mengambil pendapat yang berbeza dan menyokong mekanisme pemanasan impulsif nanoflare, tetapi dia sangat menyedari bahawa faktor-faktor lain mungkin berlaku:
“Pada tahun-tahun kebelakangan ini telah menjadi jelas bahawa pemanasan koronal adalah proses yang sangat dinamis, tetapi ketidakkonsistenan antara pemerhatian dan model teori telah menjadi sumber utama dari mulas. Kami kini telah menemui dua kemungkinan penyelesaian untuk dilema ini: tenaga dilepaskan secara impulsif dengan campuran pecutan zarah dan pemanasan langsung yang betul, atau tenaga dilepaskan secara beransur-ansur dekat dengan permukaan suria."- James Klimchuk
Nanoflares diprediksi akan mengekalkan gelung koronal yang hangat pada 1 juta Kelvin mereka yang cukup stabil. Kami tahu gelung adalah suhu ini kerana mereka memancarkan sinaran pada panjang gelombang ultraviolet ekstrem (EUV), dan sejumlah pemerhatian telah dibina atau dihantar ke angkasa dengan instrumen yang sensitif terhadap panjang gelombang ini. Instrumen berasaskan ruang seperti EUV Imaging Telescope (EIT; di atas NASA / ESA Balai Cerap Suria dan Heliospherik), NASA Wilayah Peralihan dan Penjelajah Coronal (LATIHAN), dan Jepun yang baru beroperasi Hinode misi semuanya telah mencapai kejayaan mereka, tetapi banyak terobosan gelung koronal berlaku setelah pelancaran LATIHAN kembali pada tahun 1998. Nanoflare sangat sukar untuk diperhatikan secara langsung kerana ia berlaku pada skala spasial yang sangat kecil, ia tidak dapat diselesaikan dengan instrumen semasa. Namun, kami dekat, dan ada jejak bukti koronal yang menunjukkan peristiwa-peristiwa yang penuh semangat ini.
“Nanoflares dapat melepaskan tenaga mereka dengan cara yang berbeza, termasuk pecutan zarah, dan kita sekarang memahami bahawa campuran pecutan zarah dan pemanasan langsung yang tepat adalah salah satu cara untuk menjelaskan pemerhatian."- Klimchuk.
Perlahan-lahan tetapi pasti, model dan pemerhatian teori muncul bersama, dan nampaknya setelah 60 tahun mencuba, ahli fizik solar hampir memahami mekanisme pemanasan di belakang korona. Dengan melihat bagaimana nanoflare dan mekanisme pemanasan lain dapat mempengaruhi satu sama lain, sangat mungkin terdapat lebih daripada satu mekanisme pemanasan koronal yang dimainkan ...
Selain: Tidak menarik, nanoflare akan berlaku pada ketinggian sepanjang gelung koronal. Walaupun mereka boleh dipanggil nanoflares, menurut piawaian Bumi, ia adalah letupan besar. Nanoflares melepaskan tenaga 1024-1026 erg (iaitu 1017-1019 Joules). Ini setara dengan kira-kira 1.600 hingga 160.000 bom atom bersaiz Hiroshima (dengan tenaga letupan 15 kiloton), jadi tidak ada nano mengenai letupan koronal ini! Tetapi jika dibandingkan dengan sinaran sinar-X standard yang dihasilkan oleh Matahari dari semasa ke semasa dengan jumlah tenaga 6 × 1025 Joules (lebih dari 100 bilion bom atom), anda dapat melihat caranya nanosuar mendapat nama mereka ...
Sumber asal: NASA
