Descoperire majoră despre jeturile solare: structurile de plasmă asemănătoare unor draperii explică rotația aparentă
O echipă internațională de cercetători a descoperit că jeturile solare cunoscute sub numele de spicule, cu lungimi între 6 și 8 milioane de metri, iau forma unor foi de plasmă mai dense și ondulate, asemănătoare unor draperii pliate, și nu a unor structuri cilindrice sau în formă de țepi, așa cum erau interpretate până acum din observațiile bidimensionale. Cercetarea, publicată în The Astrophysical Journal, a fost realizată de o echipă de la Universitatea din Sheffield și Institutul Indian de Astrofizică, condusă de un cercetător postdoctoral de la Universitatea din Newcastle, Australia.
În orice moment, sute de mii sau chiar milioane de spicule populau regiunea dintre suprafața vizibilă a Soarelui, numită fotosferă, și corona solară, stratul atmosferic exterior cu temperaturi de milioane de grade. Aceste jeturi sunt aruncate în sus aproape periodic, împotriva gravitației solare, iar cea mai mare parte a materialului revine spre suprafață. Descoperirea cheie este că de-a lungul spiculelor se formează sute de coloane de plasmă spiralate, cu diametre de până la sute de kilometri, cu o dinamică comparabilă cu cea a ciclonilor de pe Pământ. Autorii au denumit aceste structuri rotative „conducători de turbionare coronală” (CoSCos), care se extind adesea în corona solară și conectează multiple regiuni ale atmosferei solare.
Spiculele s-au dovedit a fi mult mai dinamice și mai complexe decât se credea anterior. Pe lângă mișcarea lor ascendentă și descendentă, ele prezintă frecvent o rotație rapidă aparentă și oscilații transversale. Deși comportamentul de jet și oscilațiile erau relativ bine înțelese, originea rotației rapide a rămas un mister de lungă durată. Studiul a arătat că aceste rotații de scurtă durată sunt generate de turbioane de plasmă răspândite, mai largi decât Marea Britanie, care se estimează că numără multe mii sau chiar milioane în atmosfera solară în orice moment.
Cercetătorii au folosit simulări numerice, rulate pe facilitatea britanică de calcul de înaltă performanță Dial/CSD3, pentru a explica aceste clustere rotative de spicule. Dr. Sahel Dey, cercetător postdoctoral la Universitatea din Newcastle, Australia, a explicat că formarea reală a spiculelor și a draperiilor de plasmă rotative asociate este dificil de observat direct, deoarece ar necesita telescoape cu rezoluție ultraînaltă pentru observații prin satelit din multiple puncte de vedere.
Fluxurile de masă și energie transportate de undele neliniare și de spiculele asociate sunt importante pentru încălzirea cromosferei superioare și a coroanei joase, precum și pentru alimentarea cu plasmă care formează vântul solar. Cromosfera este un strat relativ subțire între suprafața solară și corona extrem de fierbinte, vizibilă ca un inel roșu în jurul Soarelui în timpul eclipselor totale de Soare. Dr. Piyali Chatterjee de la Institutul Indian de Astrofizică a adăugat că aceste CoSCos induse de jeturi atrag energie din rezervoarele termice și magnetice ale jeturilor și o transportă în corona solară, însă confirmarea lor observațională nu a fost încă obținută și va necesita măsurători de înaltă rezoluție ale câmpului magnetic și ale câmpului de viteză coronal.
Profesorul Robertus Erdélyi de la Centrul de Cercetare în Fizica Solară și Plasma Spațială din cadrul Universității din Sheffield a subliniat că aceste mișcări rotative sunt omniprezente în univers, de la apa care se scurge în robinetele casnice, cu dimensiuni de centimetri, până la tornadele de pe Pământ și de pe Soare, jeturile solare și galaxiile spiralate cu dimensiuni de până la 520.000 de ani-lumină. El a adăugat că lucrarea arată pentru prima dată dovezi teoretice despre modul în care aceste turbioane omniprezente din atmosfera solară ar putea genera o serie de unde magnetice de plasmă care transportă energie din atmosfera solară joasă în corona joasă.
Erdélyi a mai menționat că aceasta a fost o întrebare fascinantă pentru comunitatea științifică de mult timp — cum Soarele și multe alte stele își alimentează atmosferele superioare cu energie și masă. Rezultatele, parte a unei colaborări între Regatul Unit, India, Australia și Ungaria, reprezintă un pas important în abordarea alimentării cu energie non-termică necesară pentru încălzirea plasmei solare și astrofizice. Echipa consideră că acești conductori de plasmă magnetică turbionară de dimensiunea Marii Britanii sunt candidați promițători nu doar pentru transportul de energie, ci și pentru transportul de masă între straturile inferioare și superioare ale atmosferei solare, iar cercetările viitoare se vor concentra asupra acestei noi enigme.
