Zonnefysici van Lockheed Martin en de Solar Physics and upper-Atmosphere Research Group van het Department of Applied Mathematics van de University of Sheffield, UK, hebben computermodellering en enkele van de hoogste resolutiebeelden gebruikt die ooit zijn gemaakt van de zonnesfeer om de oorzaak van supersonische stralen die continu door de lage atmosfeer van de zon schieten.
Hun resultaten, die verschijnen als het coververhaal in het nummer van morgen van het tijdschrift Nature, gaan direct in op de oorsprong van deze jets, de zogenaamde spicules. De oorsprong van spicules is sinds hun ontdekking in 1877 een mysterie. Deze bevindingen kunnen leiden tot een beter begrip van hoe materie omhoog wordt gestuwd in de zonnecorona om de zonnewind te vormen, een stroom deeltjes die continu wordt uitgezonden door de zon die vaagt voorbij de baan van de aarde. Verstoringen in de zonnewind kunnen de bovenste atmosfeer en de ruimte rond de aarde beïnvloeden en satellieten in een baan om de aarde beschadigen.
? De combinatie van computermodellering, nieuwe afbeeldingen met hoge resolutie gemaakt met de Zweedse 1-meter Solar Telescope (SST) op het eiland La Palma, Spanje en gegevens die gelijktijdig werden genomen met twee satellieten in de ruimte, was cruciaal om erachter te komen hoe spicules worden gevormd ,? zei Dr. Bart De Pontieu, een van de belangrijkste onderzoekers van het onderzoek, en zonnefysicus van het Lockheed Martin Solar and Astrophysics Lab (LMSAL) van het Advanced Technology Center van het bedrijf in Palo Alto, Californië.? We gebruikten een computermodel om de ontbrekende schakel te leggen tussen waarnemingen van het oppervlak van de zon, genomen met het MDI-instrument aan boord van ESA / NASA's Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) -satelliet, en waarnemingen van de stralen in de lage zonne-atmosfeer genomen met de SST en NASA ? s Transition Region en Coronal Explorer (TRACE) satelliet.?
Spicules zijn stralen gas of plasma die omhoog worden gestuwd vanaf het oppervlak van de zon. Ze schieten in zijn atmosfeer of corona met supersonische snelheden van ongeveer 50.000 mijl per uur en bereiken een hoogte van 3.000 mijl boven het zonneoppervlak in minder dan vijf minuten. Hoewel er op elk moment meer dan 100.000 spicules zijn in de lage atmosfeer of chromosfeer van de zon, blijven ze grotendeels onverklaard, deels omdat observaties moeilijk zijn voor objecten met een zo korte levensduur (ongeveer vijf minuten) en een relatief kleine omvang (300 mijl) diameter).
? Door gelijktijdig een reeks foto's met een hoge resolutie te maken met de Zweedse zonnetelescoop, met details tot op 80 mijl, en met de TRACE-satelliet, ontdekten we dat deze stralen vaak periodiek voorkomen, meestal om de vijf minuten of zo, op dezelfde locatie, ? zei professor Robertus Erd? lyi von F? y-Siebenb? rgen, de andere hoofdonderzoeker van de studie, en professor toegepaste wiskunde aan de Solar Physics and upper-Atmosphere Research Group van de University of Sheffield, UK. ? We ontwikkelden een computermodel van de atmosfeer van de zon om te laten zien dat de periodiciteit van de spicules wordt veroorzaakt door geluidsgolven aan het zonnevlak die dezelfde periode van vijf minuten hebben.?
De geluidsgolven aan het zonnevlak worden meestal gedempt voordat ze de atmosfeer van de zon kunnen bereiken. De Pontieu, Erd? Lyi en Stewart James, een pas afgestudeerde Ph.D. onder supervisie van professor Erd? lyi van de Universiteit van Sheffield, ontdekte dat de geluidsgolven onder bepaalde omstandigheden door de dempingszone kunnen dringen en in de atmosfeer van de zon kunnen lekken. Hun computermodel laat zien dat nadat de geluidsgolven in de atmosfeer zijn gelekt, ze zich ontwikkelen tot schokgolven die materie naar boven stuwen en een spicule vormen.
De Pontieu en zijn collega's maten de werkelijke golven en oscillaties aan het oppervlak van de zon, en gebruikten deze metingen om hun computermodel van de zonnestroom aan te sturen, dat vervolgens voorspelde wanneer gasstralen zouden moeten schieten. Ze waren aangenaam verrast toen ze zagen dat het model heel nauwkeurig voorspelt wanneer jets met de SST en TRACE op de zon moeten worden waargenomen.
? Spicules vervoeren meer dan 100 keer de massa in de atmosfeer van de zon die nodig is om de zonnewind te voeden ,? zei De Pontieu, 'wat betekent dat ze van enorm belang zijn voor de balans van hoeveel massa er in en uit de corona gaat.' Met de oorsprong van spicules onthuld, zal het mogelijk zijn om te onderzoeken of de massa die spicules in de zonnecorona dragen, bijdraagt aan de zonnewind. Toekomstige studies zullen ook focussen op de rol die de schokgolven kunnen spelen in de hogere zonne-atmosfeer of corona.
De resultaten van deze studie staan in een paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature. De auteurs zijn Dr. Bart De Pontieu van Lockheed Martin Solar en Astrophysics Lab, en Professor Robertus Erd? Lyi von F? Y-Siebenb? Rgen en Dr. Stewart James van The Solar Physics en Upper-Atmosphere Research Group bij de afdeling Toegepaste Wiskunde, University of Sheffield, VK. Financiering voor de studies kwam van NASA, de Particle Physics and Astronomy Research Council van het VK en de Hungarian National Science Foundation.
Het Lockheed Martin Solar and Astrophysics Lab is onderdeel van Lockheed Martin's Advanced Technology Center? de onderzoeks- en ontwikkelingsorganisatie van Lockheed Martin Space Systems Company. Het hoofdkantoor is gevestigd in Bethesda, Md., Lockheed Martin heeft wereldwijd ongeveer 130.000 mensen in dienst en houdt zich voornamelijk bezig met onderzoek, ontwerp, ontwikkeling, productie en integratie van geavanceerde technologische systemen, producten en diensten. Het bedrijf rapporteerde in 2003 een omzet van $ 31,8 miljard.
Oorspronkelijke bron: LMSAL News Release
