Surf op de zon! Ons favoriete knoestige ruimtevaartuig, het Solar Dynamics Observatory (SDO), heeft overtuigend bewijs van klassieke 'surfergolven' in de atmosfeer van de zon opgevangen. Door deze golven te spotten, kunnen we beter begrijpen hoe energie door de zonne-atmosfeer beweegt, bekend als de corona, en misschien zelfs zonnefysici helpen om gebeurtenissen zoals coronale massa-ejecties te voorspellen.
Net als een surfgolf op aarde, wordt de tegenhanger van de zon gevormd door dezelfde vloeistofmechanica - in dit geval is het een fenomeen dat bekend staat als een Kelvin-Helmholtz-instabiliteit. Omdat wetenschappers weten hoe dit soort golven energie in water verspreiden, kunnen ze deze informatie gebruiken om de corona beter te begrijpen. Dit kan op zijn beurt helpen om een blijvend mysterie op te lossen waarom de corona duizenden keren heter is dan oorspronkelijk werd verwacht.
"Een van de grootste vragen over de zonnecorona is het verwarmingsmechanisme", zegt zonnefysicus Leon Ofman van NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. En Catholic University, Washington. 'De corona is duizend keer heter dan het zichtbare oppervlak van de zon, maar wat het opwarmt, wordt niet goed begrepen. Mensen hebben gesuggereerd dat golven zoals deze turbulentie kunnen veroorzaken die verwarming veroorzaken, maar nu hebben we direct bewijs van Kelvin-Helmholtz-golven. ”
Hoewel deze golven hier in de natuur veel voorkomen in de natuur, had niemand ze op de zon gezien. Maar dat was voor SDO.
Ofman en collega's zagen deze golven in afbeeldingen die op 8 april 2010 zijn gemaakt in enkele van de eerste foto's die SDO op camera heeft gemaakt, die vorig jaar in februari werd gelanceerd en op 24 maart 2010 gegevens begon vast te leggen. Ofman & team hebben zojuist een paper gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Kelvin-Helmholtz-instabiliteit treedt op wanneer twee vloeistoffen met verschillende dichtheden of snelheden door elkaar stromen. In het geval van oceaangolven is dat het dichte water en de lichtere lucht. Terwijl ze langs elkaar heen stromen, kunnen lichte rimpelingen snel worden versterkt in de gigantische golven die geliefd zijn bij surfers. In het geval van de zonneatmosfeer, die is gemaakt van een zeer heet en elektrisch geladen gas dat plasma wordt genoemd, komen de twee stromen uit een uitgestrekt plasma dat uitbarst van het oppervlak van de zon terwijl het door plasma stroomt dat niet uitbarst. Het verschil in stroomsnelheden en dichtheden over deze grens veroorzaakt de instabiliteit die in de golven wordt ingebouwd.
Op de zon zijn de twee vloeistoffen beide plasma's - uitgestrekte superhete, geladen gassen - die op elkaar inwerken. De ene barst los van het oppervlak en schiet voorbij een tweede plasma dat niet uitbarst. De resulterende turbulentie is een Kelvin-Helmholtz-golfvorm.
Het uitbarstende plasma is waarschijnlijk het gevolg van een coronale massa-ejectie, zoals eerder deze week werd gezien, waarbij de zon met geweld enorme hoeveelheden supersnelle plasmadeeltjes de ruimte in stuwt. Dus, meer weten over hoe de corona wordt verwarmd en wat de omstandigheden zijn net voordat de KH-golven zich vormen, zou wetenschappers de mogelijkheid kunnen geven om een volgende CME te voorspellen, wat een al lang bestaand doel is van zonnewetenschappers.
Maar het uitzoeken van het exacte mechanisme voor het verwarmen van de corona zal zonnefysici waarschijnlijk geruime tijd bezig houden. Het vermogen van SDO om elke 12 seconden beelden van de hele zon met zulke precieze details vast te leggen, zal zeker de benodigde gegevens opleveren.
Bron: NASA
Je kunt Nancy Atkinson, hoofdredacteur van Space Magazine, volgen op Twitter: @Nancy_A. Volg Space Magazine voor het laatste nieuws over ruimte en astronomie op Twitter @universetoday en op Facebook.
