We hebben een mysterie in handen. De zon heeft een dunne maar uitgebreide atmosfeer die de corona wordt genoemd. En die corona heeft een temperatuur van een paar miljoen Kelvin.
Hoe heeft de corona zo'n hogere temperatuur dan het oppervlak?
Zoals ik al zei, een mysterie.
One Corona, Hot, Please
Hoe vreemd het ook is, je zou de warmte van de corona niet voelen als je er doorheen zou zwemmen. Het is niet alleen dun, maar ongelooflijk dun en registreert slechts een biljoenste van de dichtheid van het oppervlak van de zon. Het is zo dun dat ondanks zijn hoge temperatuur, wat betekent dat de kleine deeltjes waaruit de corona bestaat met ongelooflijke snelheden rondscharrelen, er in de eerste plaats zo weinig deeltjes zijn dat ze je nauwelijks zouden raken - en je zou je niet eens registreren de verzengende hoge hitte.
(Voor alle duidelijkheid, je nabijheid van het oppervlak van de zon zelf zou je toch zeker doen smelten, maar het zou niet de schuld van de corona zijn.)
De corona zelf is enorm groot, strekt zich uit over miljoenen kilometers en verdubbelt de straal van de zon voorbij zijn zichtbare huid. Maar nogmaals, omdat het zo dun is dat het moeilijk te zien is. Alleen tijdens totale zonsverduisteringen, wanneer het lichaam van de maan de schijf van de zon perfect verbergt, verschijnt de corona in al zijn glorie, gloeiend met licht van het zonnepaneel dat weerkaatst op de kleine deeltjes waaruit de atmosfeer bestaat.
Nauwkeurig onderzoek van de corona onthult zeer eigenaardige structuren. Dunne piekerige filamenten, lange dunne lussen en slierten die op vingerafdrukken lijken, dansen door de atmosfeer van de zon. Het is dus heel duidelijk een zeer actieve en gecompliceerde plek, die een aanwijzing kan zijn voor de hels hoge temperatuur.
Ultieme kracht
Er is maar één krachtbron in de zon en dat is kernenergie. In de diepe, dichte, hete kern (ironisch genoeg de enige plaats die de temperaturen van de corona overtreft), overweldigen de ongelooflijke drukken de natuurlijke afstoting van waterstof en smelten ze samen om helium te maken. De conversie laat een beetje massa achter en geeft dus een beetje energie vrij.
Elke individuele reactie geeft slechts een heel klein beetje energie af, maar herhaal dat proces talloze keren en je krijgt een fantastische, langlevende, krachtige energiebron, die miljarden jaren lang het hele zonnestelsel van licht voorziet.
En aangezien het de enige stroombron is die op de een of andere manier de corona opwarmt.
Het is niet moeilijk voor te stellen waarom het oppervlak van de zon, de fotosfeer genoemd, zoveel koeler is dan de binnenste kern. Dat oppervlak wordt immers blootgesteld aan het harde, koude, huiveringwekkende vacuüm van de ruimte en wordt door honderdduizenden kilometers dik, soepig plasma van de opwarmkern gescheiden.
Maar dat oppervlak is actief, misschien zelfs meer dan de turbulente corona erboven. Korrels, zonnevlekken, uitbarstingen, massa-ejecties en meer bellen en barsten los van de chaotische buitenkant van de zon. Misschien verbergt in dat kolkende inferno van het oppervlak de raadselachtige bron van de hoge temperatuur van de corona.
De twist doen
We hebben dus een relatief koel maar ongelooflijk actief zonnevlak onder de intens hete corona, en we hebben iets nodig om die activiteit te verbinden en om te zetten in warmte. Gelukkig is de zon een gigantische plasmabal, wat betekent dat het een mengsel is van geladen deeltjes die snel bewegen. En geladen deeltjes die snel bewegen, zijn echt heel goed in het maken van magnetische velden.
En magnetische velden zijn op hun beurt heel, heel goed in het omzetten van activiteit in warmte.
Er wordt al lang vermoed dat sterke magnetische velden een grote rol spelen bij het verwarmen van de corona, iets dat de Parker Solar Probe werd gestuurd om nader te onderzoeken. En in een recent artikel hebben onderzoekers die gegevens van het Solar Dynamics Observatory gebruiken nog twee andere mechanismen blootgelegd om de corona met magnetische velden te verwarmen.
Soms kunnen de magnetische velden zich om zichzelf heen wikkelen en een tunnel vormen (met de coole scifi-naam van flux buizen). Deze tunnels fungeren als kanalen voor nog meer magnetische energie in de vorm van schokken en golven om van plaats naar plaats te reizen ... zoals van het oppervlak naar de corona.
Soms kunnen deze velden zelfs zo dicht op elkaar draaien dat ze letterlijk breken als een overbelast elastiekje, waardoor al die opgekropte energie in één flits vrijkomt, bekend als een magnetische herverbindingsgebeurtenis.
Als deze fluxbuizen en herverbindingsgebeurtenissen vaak genoeg plaatsvinden en voldoende energie afgeven, kunnen ze de corona voorzien van meer dan voldoende warmte om deze in stand te houden. Dit is nog een open vraag, maar met meer waarnemingen en hard werken, hebben we binnenkort misschien een duidelijk, gedetailleerd beeld van de eigenaardige zonnepuzzel.
Lees meer: "Over de snelle gedwongen herverbinding in de corona van de zon voor zijn plaatselijke verwarming"
