SOHO-kuva auringosta, jossa näkyy magneettikentät (keltaiset viivat) ja aurinkotuuli (punaiset nuolet). Kuvan luotto: NASA/ESA. Klikkaa suurentaaksesi.
Auringon ilmakehän syvällä olevan kerroksen avulla voidaan arvioida aurinkotuulen, sähköistyneen kaasuvirran, joka puhaltaa jatkuvasti Auringosta, nopeutta. Aurinkotuulen nopeuden arvioiminen parantaa avaruussääennusteita, mikä helpottaa planeettojen tutkimista.
Aurinkotuuli virtaa Auringon kuumasta, ohuesta ulkoilmakehästä, 'koronasta'. Tutkijat olivat yllättyneitä huomatessaan, että Auringon viileämmän, tiheän alemman ilmakehän rakenne, ns kromosfääri , voidaan käyttää arvioimaan aurinkotuulen nopeutta.
Tämä oli odottamatonta, koska aurinkotuuli on koronan ilmiö ja kromosfääri on niin syvä – se on kerros juuri Auringon näkyvän pinnan yläpuolella. 'Se on kuin löytäisi, että Niilin lähde on vielä 500 mailia sisämaassa', sanoi tohtori Scott McIntosh Southwest Research Institutesta, Boulder, Colo., johtava kirjoittaja tätä tutkimusta käsittelevälle artikkelille, joka julkaistiin 10. toukokuuta Astrophysical Journal -lehdessä.
Uusi työ lupaa lisätä avaruussäteilyennusteiden tarkkuutta. Aurinko laukaisee toisinaan miljardien tonnin sähköistettyä kaasua, jota kutsutaan koronaaliseksi massapoistoksi (CME:ksi), avaruuteen miljoonien mailien (kilometrien) tunnissa. Jos nopea CME auraa hitaan aurinkotuulen läpi, CME:n eteen muodostuu isku, joka kiihdyttää sähköisesti varautuneita aurinkotuulen hiukkasia. Nämä nopeat hiukkaset voivat häiritä satelliitteja ja olla vaarallisia suojaamattomille astronauteille.
'Samalla tavalla kuin ilmakehän yksityiskohtien tietäminen auttaa ennustamaan hurrikaanin voimakkuutta, aurinkotuulen nopeuden tunteminen auttaa määrittämään CME:n aiheuttamien avaruussäteilymyrskyjen voimakkuuden', sanoi toinen kirjoittaja tohtori Robert Leamon L-3:sta. Hallituksen palvelut NASAn Goddard Space Flight Centerissä, Greenbelt, Md.
Kuten tuuli Maan päällä, aurinkotuuli on puuskainen ja sen nopeus vaihtelee noin 750 000 mailista tunnissa (noin 350 km/s) 1,5 miljoonaan mailia tunnissa (700 km/s).
Koska aurinkotuuli koostuu sähköisesti varautuneista hiukkasista, se reagoi magneettikenttiin, jotka läpäisevät auringon ilmakehän. Aurinkotuulen hiukkaset virtaavat näkymättömiä magneettisia voimalinjoja pitkin kuin autot moottoritiellä. Kun magneettikenttäviivat taipuvat suoraan ulos avaruuteen, kuten ne tekevät 'koronaalisen aukon' alueilla, aurinkotuuli toimii kuin autot vetokaistalla, jotka kilpailevat suurella nopeudella. Kun magneettikenttäviivat taipuvat jyrkästi takaisin auringon pintaan, kuten rautaviilat sauvamagneetin ympärillä, aurinkotuuli toimii kuin autot kaupunkiliikenteessä ja ilmaantuu suhteellisen hitaasti. Tiedemiehet ovat tienneet tämän yli kolmekymmentä vuotta ja ovat käyttäneet sitä antaakseen karkean arvion aurinkotuulen nopeudesta - joko nopeasta tai hitaasta.
Uudessa työssä tiimi on sitonut aurinkotuulen nopeuden sen puhaltaessa Maan ohi auringon ilmakehän vaihteluihin, jotka ovat syvemmällä kuin aiemmin havaittiin (tai jopa odotettiin). Mittaamalla aikaa, joka kuluu ääniaallon kulkemiseen kromosfäärin kahden korkeuden välillä, he pystyivät määrittämään, että kromosfääri on tehokkaasti 'venyttynyt ohueksi' koronaaukkojen alle avoimilla magneettikentillä, mutta puristettuna magneettisesti suljettujen alueiden alapuolelle.
Ryhmä käytti havaintoa johtamaan jatkuvaa aurinkotuulen nopeusaluetta kromosfäärin rakenteesta. Mitä leveämpi kromosfäärin kerros on, sitä enemmän avointen magneettikenttien sallitaan sen laajentua ja sitä nopeammin aurinkotuuli puhaltaa. Tämä uusi menetelmä on tarkempi kuin vanha 'nopea tai hidas' -arvio.
NASAn Transition Region and Coronal Explorer (TRACE) -avaruusaluksia käytettiin mittaamaan ääniaaltojen nopeutta kromosfäärissä, ja NASAn Advanced Composition Explorer (ACE) -avaruusalusta käytettiin mittaamaan aurinkotuulen nopeutta sen puhaltaessa Maata. Kahden avaruusaluksen tietojen vertailu antoi yhteyden.
'Ennen tätä löytöä pystyimme määrittämään aurinkotuulen nopeuden vain avaruusaluksista, jotka olivat suunnilleen samassa linjassa Maan ja Auringon välillä, kuten ACE, WIND ja Solar and Heliospheric Observatory. Tämä avaruusaluslaivasto sijoitettiin maa-aurinkolinjalle, koska meidän on tiedettävä tiellemme tuleva avaruussää. Aurinkokuntamme kokoon verrattuna tämä on kuitenkin hyvin kapea alue; se on kuin katsoisi soodapillin läpi. Tämän löydön avulla voimme käyttää TRACEa rakentamaan kuvia, jotka voivat ennustaa aurinkotuulen nopeuden koko puolessa aurinkokunnassa', sanoi tohtori Joe Gurman, NASA Goddardin aurinkotutkija.
Alkuperäinen lähde: SWRI:n uutistiedote
