Misteri panas di matahari mungkin hampir terpecahkan.
Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mencoba memahami alasannya matahariAtmosfer luar bumi jauh lebih panas dibandingkan permukaannya, meskipun letaknya jauh dari inti bumi. Suhu permukaan, atau fotosfer, jutaan derajat Fahrenheit, sedangkan suhu bagian luar atmosfer hanya sekitar 10.000 F (5.500 C).
Data baru dari Teleskop Surya Daniel K. Inouye (DKIST) milik National Science Foundation di Hawaii — the teleskop surya berbasis darat terbesar yang pernah dibuat — membantu para ilmuwan mempelajari bagaimana energi matahari diangkut melalui atmosfernya.
Sebuah misteri matahari
Para peneliti sebelumnya mencatat suhu ekstrim dari korona matahari, serta aliran gas panas supercharged, yang disebut angin matahari, yang mengalir dari matahari dengan kecepatan lebih dari 1 juta mph (1,6 juta km/jam), kata para peneliti. Richard Mortonseorang fisikawan surya dan profesor di Universitas Northumbria di Inggris yang memimpin penelitian tersebut, mengatakan kepada Live Science melalui email.
Kedua proses tersebut membutuhkan energi, dan para ilmuwan berasumsi bahwa konveksi bergulir di permukaan matahari menghasilkan bahan bakar yang diperlukan. Namun komplikasi muncul selama penelitian pertama beberapa dekade lalu.
“Tidak jelas bagaimana ini [energy] ditransfer ke atmosfer dan angin matahari, dan bagaimana energi diubah menjadi panas dan momentum,” kata Morton.
Pada tahun 1942, fisikawan plasma Swedia (dan akhirnya menjadi pemenang Hadiah Nobel) Hannes Alfén berpendapat bahwa gelombang magnet mungkin bertanggung jawab. Namun gelombang tersebut, yang kini dikenal dengan gelombang Alfén, belum pernah terlihat di Corona hingga saat ini.
“Hal ini dikarenakan sensitivitas instrumentasi sebelumnya belum cukup baik untuk mengatasi pergerakan gelombang Alfén,” kata Morton. “Meskipun demikian, banyak eksperimen numerik dan alat prakiraan cuaca luar angkasa berasumsi bahwa gelombang Alfén ada di corona. Namun, sifat gelombang yang mereka gunakan dalam model hanyalah tebakan.”
Pengamatan yang 'belum pernah terjadi sebelumnya'
DKIST memiliki cermin setinggi 4 meter (13 kaki) dan resolusi matahari yang “belum pernah terjadi sebelumnya”, kata Morton, dengan “pengukuran yang lebih bersih” (lebih sedikit noise) dibandingkan observatorium surya mana pun sebelumnya. Dalam penelitian baru ini, para ilmuwan menggunakan teleskop Cryogenic Near Independent Spectropolarimeter (Cryo-NIRSP) untuk mencari gelombang coronal Alfvén.
Cryo-NIRSP dapat memetakan pergerakan corona melalui gambar, kata Morton, serta memeriksa perubahan plasma matahari (gas super panas) melalui fenomena yang dikenal sebagai pergeseran Doppler – perbedaan yang dirasakan dalam frekuensi gelombang ketika pengamat dan sumber gelombang bergerak mendekati atau menjauhi satu sama lain. (Contoh umum dalam kehidupan nyata adalah perubahan suara sirene ambulans saat melewati pejalan kaki di jalan.)
“Cryo-NIRSP menyediakan data yang memungkinkan kami mengamati ciri khas gelombang Alfvén, yang dalam plasma seperti corona, merupakan putaran bolak-balik dari gelombang Alfén. medan magnet,” kata Morton. “Ini muncul sebagai pola bolak-balik pergeseran Doppler merah dan biru pada sisi berlawanan dari medan magnet. Kami menemukan gelombang-gelombang ini terus-menerus hadir selama pengamatan, dan mengingat tidak ada sesuatu yang istimewa di wilayah yang kami amati, ini menyiratkan bahwa gelombang-gelombang ini kemungkinan besar selalu terjadi di seluruh atmosfer.”
“Mungkin yang paling penting,” lanjutnya, “analisis kami menunjukkan bahwa gelombang kemungkinan besar membawa sejumlah besar energi.”
Ini adalah temuan yang signifikan, katanya, karena para astronom telah memperdebatkan antara gelombang matahari dan gelombang matahari koneksi ulang magnetik — ketika medan magnet di matahari saling berputar dan patah, melepaskan energi — sebagai mekanisme di balik pemanasan hebat di korona.
Meskipun berbagai pesawat ruang angkasa telah menemukan bukti bahwa rekoneksi magnetik merupakan pemicu pemanasan koronal, temuan baru dari DKIST menunjukkan bahwa gambaran keseluruhannya lebih rumit. Observatorium surya seperti NASA'S Wahana Surya Parker dan Solar Orbiter milik Badan Antariksa Eropa, serta data baru dari DKIST, menunjukkan “gelombang dan koneksi ulang sering terjadi di seluruh atmosfer Matahari,” kata Morton.
“Penelitian kami mengonfirmasi bahwa gelombang Alfén hadir dan membawa sejumlah besar energi, berpotensi menghasilkan setidaknya setengah energi yang dibutuhkan untuk memanaskan corona,” tambahnya. “Namun, energi pasti yang terkait dengan gelombang masih sulit diperkirakan.”
Rasio penyambungan kembali magnetik terhadap gelombang Alfvén tidak hanya mempengaruhi pemanasan matahari tetapi juga cahaya (atau lebih tepatnya, keluaran radiasi) dari matahari, serta cahaya dari bintang-bintang di luar bumi. tata surya. Para ilmuwan berharap dapat menggunakan penelitian ini untuk memahami bagaimana sistem planet berevolusi dalam jangka panjang dan membuat prediksi jangka pendek yang lebih baik tentang produksi angin matahari. “Penelitian lebih lanjut seperti yang kami publikasikan diharapkan dapat memberikan pencerahan tentang sifat-sifat gelombang Alfén sehingga dapat memberikan informasi yang lebih baik kepada model dan meningkatkan prediksi,” katanya.
