Solarphysiker von Lockheed Martin und der Forschungsgruppe Solarphysik und obere Atmosphäre am Institut für Angewandte Mathematik der Universität Sheffield, Großbritannien, haben Computermodelle und einige der Bilder mit der höchsten Auflösung, die jemals von der Sonnenatmosphäre aufgenommen wurden, verwendet, um die Ursache von zu erklären Überschalljets, die kontinuierlich durch die niedrige Atmosphäre der Sonne schießen.
Ihre Ergebnisse, die als Titelgeschichte in der morgigen Ausgabe der Zeitschrift Nature erscheinen, befassen sich direkt mit der Herkunft dieser Jets, die Spicules genannt werden. Die Entstehung von Spicules ist seit ihrer Entdeckung im Jahr 1877 ein Rätsel. Diese Ergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis führen, wie Materie nach oben in die Sonnenkorona getrieben wird, um den Sonnenwind zu bilden, einen Partikelstrom, der kontinuierlich von der Sonne emittiert wird und fegt vorbei an der Erdumlaufbahn. Störungen im Sonnenwind können die obere Atmosphäre und die Weltraumumgebung um die Erde beeinflussen und Satelliten im Orbit beschädigen.
Die Kombination aus Computermodellierung, neuen hochauflösenden Bildern, die mit dem schwedischen 1-Meter-Solarteleskop (SST) auf der spanischen Insel La Palma aufgenommen wurden, und Daten, die gleichzeitig mit zwei Satelliten im Weltraum aufgenommen wurden, war entscheidend, um herauszufinden, wie sich Spicules bilden ,? sagte Dr. Bart De Pontieu, einer der Hauptforscher der Studie, und Sonnenphysiker am Lockheed Martin Solar- und Astrophysiklabor (LMSAL) im Advanced Technology Center des Unternehmens in Palo Alto, Kalifornien. Wir verwendeten ein Computermodell das fehlende Bindeglied zwischen Beobachtungen der Sonnenoberfläche, die mit dem MDI-Instrument an Bord des Satelliten SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) der ESA / NASA aufgenommen wurden, und Beobachtungen der Jets in der niedrigen Sonnenatmosphäre, die mit dem SST und der NASA aufgenommen wurden Satellit Transition Region und Coronal Explorer (TRACE).
Spicules sind Gas- oder Plasmastrahlen, die von der Sonnenoberfläche nach oben geschleudert werden. Sie schießen mit Überschallgeschwindigkeit von etwa 50.000 Meilen pro Stunde in die Atmosphäre oder Korona und erreichen in weniger als fünf Minuten Höhen von 3.000 Meilen über der Sonnenoberfläche. Obwohl es zu jeder Zeit über 100.000 Spicules in der niedrigen Atmosphäre oder Chromosphäre der Sonne gibt, bleiben sie weitgehend ungeklärt, auch weil Beobachtungen für Objekte mit einer so kurzen Lebensdauer (etwa fünf Minuten) und einer relativ geringen Größe (300 Meilen) schwierig sind Durchmesser).
Durch die gleichzeitige Aufnahme einer Reihe hochauflösender Bilder mit dem schwedischen Solarteleskop, die Details bis zu 80 Meilen zeigen, und mit dem TRACE-Satelliten stellten wir fest, dass diese Jets häufig in regelmäßigen Abständen, normalerweise alle fünf Minuten oder so, am selben Ort auftreten. ? sagte Professor Robertus Erd? lyi von F? y-Siebenb? rgen, der andere Hauptforscher der Studie, und Professor für angewandte Mathematik an der Forschungsgruppe Sonnenphysik und obere Atmosphäre der Universität von Sheffield, Großbritannien. "Wir haben ein Computermodell der Sonnenatmosphäre entwickelt, um zu zeigen, dass die Periodizität der Spicules durch Schallwellen an der Sonnenoberfläche verursacht wird, die dieselbe Periode von fünf Minuten haben."
Die Schallwellen an der Sonnenoberfläche werden normalerweise gedämpft, bevor sie die Sonnenatmosphäre erreichen können. De Pontieu, Erd? Lyi und Stewart James, ein frisch graduierter Ph.D. unter der Aufsicht von Professor Erd? lyi an der Universität von Sheffield festgestellt, dass die Schallwellen unter bestimmten Bedingungen die Dämpfungszone durchdringen und in die Sonnenatmosphäre gelangen können. Ihr Computermodell zeigt, dass sich die Schallwellen, nachdem sie in die Atmosphäre gelangt sind, zu Stoßwellen entwickeln, die die Materie nach oben treiben und ein Spikul bilden.
De Pontieu und seine Kollegen haben die tatsächlichen Wellen und Schwingungen an der Sonnenoberfläche gemessen und diese Messungen verwendet, um ihr Computermodell der Sonnenatmosphäre anzutreiben, das dann vorhersagte, wann Gasstrahlen hochschießen sollten. Sie waren angenehm überrascht zu sehen, dass das Modell sehr genau vorhersagt, wann Jets mit SST und TRACE auf der Sonne beobachtet werden sollten.
"Spicules transportieren mehr als das 100-fache der Masse in die Sonnenatmosphäre, die zur Speisung des Sonnenwinds erforderlich ist." sagte De Pontieu, "was bedeutet, dass sie von großer Bedeutung für das Gleichgewicht sind, wie viel Masse in die Korona hinein und aus ihr heraus fließt." Mit den Ursprüngen der Spicules wird es möglich sein zu untersuchen, ob die Masse, die Spicules in die Sonnenkorona tragen, zum Sonnenwind beiträgt. Zukünftige Studien werden sich auch auf die Rolle konzentrieren, die die Stoßwellen in der höheren Sonnenatmosphäre oder Korona spielen können.
Die Ergebnisse dieser Studie sind in einem Artikel in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. Die Autoren sind Dr. Bart De Pontieu vom Lockheed Martin Solar- und Astrophysiklabor sowie Professor Robertus Erd? Lyi von F? Y-Siebenbürgen und Dr. Stewart James von der Forschungsgruppe Sonnenphysik und obere Atmosphäre am Fachbereich Angewandte Mathematik, Universität Sheffield, UK. Die Finanzierung der Studien erfolgte durch die NASA, den britischen Forschungsrat für Teilchenphysik und Astronomie und die Ungarische National Science Foundation.
Das Lockheed Martin Solar- und Astrophysiklabor ist Teil des Advanced Technology Center von Lockheed Martin. die Forschungs- und Entwicklungsorganisation der Lockheed Martin Space Systems Company. Lockheed Martin hat seinen Hauptsitz in Bethesda, Md., Und beschäftigt weltweit rund 130.000 Mitarbeiter. Das Unternehmen beschäftigt sich hauptsächlich mit Forschung, Design, Entwicklung, Herstellung und Integration von Systemen, Produkten und Dienstleistungen für fortschrittliche Technologien. Das Unternehmen erzielte 2003 einen Umsatz von 31,8 Milliarden US-Dollar.
Originalquelle: LMSAL-Pressemitteilung
