Nieuw onderzoek van de Universiteit van St Andrews heeft aangetoond dat deeltjes in zonnevlammen 6,5 keer heter zijn dan eerder werd gedacht en biedt een onverwachte oplossing voor een 50 jaar oud mysterie over onze dichtstbijzijnde ster. Zonnevlammen zijn plotselinge en enorme energie-uitbarstingen in de buitenste atmosfeer van de zon, die delen ervan tot meer dan 10 miljoen graden verhitten. Deze dramatische gebeurtenissen zorgen voor een sterke toename van de zonnestraling en -straling die de aarde bereikt en zijn gevaarlijk voor ruimtevaartuigen en astronauten, en hebben ook invloed op de bovenste atmosfeer van onze planeet.
Het onderzoek, dat vandaag is gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, keek naar bewijs van hoe zonnevlammen zonneplasma tot meer dan 10 miljoen graden verwarmen. Dit zonneplasma bestaat uit ionen en elektronen. Het nieuwe onderzoek stelt dat ionen in zonnevlammen, positief geladen deeltjes die de helft van het plasma vormen, meer dan 60 miljoen graden kunnen bereiken. Op basis van gegevens uit andere onderzoeksgebieden realiseerde het team onder leiding van dr. Alexander Russell, hoofddocent Zonnetheorie aan de School of Mathematics and Statistics, zich dat zonnevlammen de ionen waarschijnlijk sterker verhitten dan de elektronen. Dr. Russell zei: “We waren enthousiast over recente ontdekkingen dat een proces dat magnetische reconnectie wordt genoemd, ionen 6,5 keer zo sterk verwarmt als elektronen. Dit lijkt een universele wet te zijn en is bevestigd in de ruimte dicht bij de aarde, de zonnewind en computersimulaties. Niemand had echter eerder het werk op die gebieden in verband gebracht met zonnevlammen.”
“In de zonnefysica werd altijd aangenomen dat ionen en elektronen dezelfde temperatuur moeten hebben. Maar toen we de berekeningen opnieuw deden met moderne gegevens, ontdekten we dat de temperatuurverschillen tussen ionen en elektronen in belangrijke delen van zonnevlammen wel tientallen minuten kunnen aanhouden, waardoor we voor het eerst rekening kunnen houden met superhete ionen.” “Bovendien”, voegde hij eraan toe, “past de nieuwe ionentemperatuur goed bij de breedte van de spectrale lijnen van zonnevlammen, waardoor mogelijk een astrofysisch mysterie wordt opgelost dat al bijna een halve eeuw bestaat.” Sinds de jaren zeventig bestaat er een langdurige vraag over waarom de spectrale lijnen van zonnevlammen, heldere versterkingen in de zonnestraling bij specifieke “kleuren” in extreem ultraviolet en röntgenlicht, breder zijn dan verwacht. Historisch gezien werd aangenomen dat dit alleen te wijten kon zijn aan turbulente bewegingen, maar die interpretatie staat onder druk nu wetenschappers hebben geprobeerd de aard van de turbulentie te identificeren. Na bijna 50 jaar pleit het nieuwe werk voor een paradigmaverschuiving waarbij de ionentemperatuur een grote bijdrage kan leveren aan het verklaren van de raadselachtige lijnbreedtes van zonnevlamspectra.
Bron: The Astrophysical Journal Letters
