Kjempetornadoer varmer solatmosfæren

Hvordan kan de øvre delene av solas atmosfære være mer enn 150 ganger varmere enn soloverflata? Et av astrofysikkens eldste problemer er nå delvis løst.

Publisert
Forenklet figur over temperaturene i solas atmosfære. På solas overflate - fotosfæren - er det rundt 6000 varmegrader, mens temperaturen helt oppe i koronaen er 1 000 000 grader! (Foto: (Illustrasjon: Per Byhring))
Forenklet figur over temperaturene i solas atmosfære. På solas overflate - fotosfæren - er det rundt 6000 varmegrader, mens temperaturen helt oppe i koronaen er 1 000 000 grader! (Foto: (Illustrasjon: Per Byhring))

Ingen kan påstå at temperaturene er behagelige, i ildmørja på overflata av stjerna vår. Likevel er de rundt 6000 gradene der nede er bare blåbær i forhold til den vanvittige heten lenger ute, i den såkalte koronaen.

Her kommer temperaturene opp i en million varmegrader.

Men hvordan kan dette skje?

Hvordan kan temperaturen først synke til rundt 4000 grader like over soloverflata, så stige litt jevnt utover kromosfæren før alt plutselig eksploderer i et varmeinferno der koronaen begynner?

- Dette har forskere slitt med å forklare i mange år, forteller Sven Wedemeyer-Böhm fra Universitetet i Oslo til forskning.no. Han er en av forskerne som nå har klart finne en viktig del av forklaringa på fenomenet:

Enorme magnetiske tornadoer.

Ikke oppvarmet av gass

Forskernes observasjoner og datamodeller peker mot at virvelstrømmer i fotosfæren – solas lysende overflate – gir opphav til opptil 5500 kilometer brede magnetiske tornadotrakter som vrir seg oppover igjennom kromosfæren til koronaen. 

[gallery:1]

Disse magnetiske virvlene suger med seg gass fra soloverflata. Det er faktisk gassen som gjør at forskerne har kunnet observere de enorme tornadoene. Men det er ikke gassen som sørger for den voldsomme oppvarminga av koronaen, forklarer Wedemeyer-Böhm.

- Det er ikke slik at varme blir transportert oppover til koronaen i form av en strøm av heit gass. I stedet genererer rotasjonen magnetiske bølger som forflytter seg langs strukturen opp til koronaen.

Observasjoner og datamodeller

Magnetiske bølger er en form for energi som kan omdannes til varme under de rette forholdene. Men en slik omforming skjer ikke så lett. Dermed kan bølgene suse igjennom kjøligere lag av solatmosfæren uten å varme dem opp.

Først i koronaen forvandles de magnetiske bølgene til hete.

- Ennå vet vi ikke helt hvordan dette foregår; den eksakte prosessen er et av de gjenstående mysteriene, sier Wedemeyer-Böhm.

- Men vi er ganske sikre på at det er dette som skjer.

- Vi har direkte observasjoner av virvlene i solas atmosfære. I tillegg har vi gjort svært avanserte datamodelleringer som viser seg å stemme veldig godt overens med observasjonene.

Viktig brikke

I løpet av en 55 minutter lang observasjon av sola den 8. mai 2011 registrerte forskerne 14 virvler på en viss del av soloverflata. Antagelig snurrer det til en hver tid minst 10 000 tornadoer på hele sola, skriver de i siste utgave av Nature.

Modellene viser at tornadoene til sammen kan levere et grunnivå av energi som skal til for å holde koronaen oppe i 1000 000 grader.

- Vi har funnet en viktig brikke i puslespillet, sier Wedemeyer-Böhm.

- Antageligvis gjelder sammenhengen også for andre stjerner. Jeg har selv jobbet med litt kaldere stjerner, og etter at vi gjorde dette funnet på sola måtte jeg kikke litt etter virvler der også. Og de finnes!

Men forskerne er ennå bare i startfasen av forskningen på virvelstrømmene på sola.

- Vi har ikke løst hele problemet. Det er nok andre, mer voldsomme oppvarmingsprosesser med i spillet også, sier Wedemeyer-Böhm og konkluderer:

- Vi er ikke i mål helt enda!

Referanse:

S. Wedemeyer-Böhm, E. Scullion, O. Steiner, L. Rouppe van der Voort, J. de la Cruz Rodriguez, V. Fedun & R. Erdélyi, Magnetic tornadoes as energy channels into the solar corona, Nature, 28 juni 2012, vol 486, s 505-508.