Cu totii am vazut imaginile si videoclipurile superbe ale buclelor coronale solare. Acestea sunt forme magnetice curbate care forteaza plasma stralucitoare sa se deplaseze de-a lungul traiectoriei lor. Ele se arcuiesc deasupra Soarelui, uneori pe mii de kilometri, inainte de a se reconecta din nou cu Soarele.

Anna Malanushenko

Anna Malanushenko

Dar un nou studiu spune ca unele dintre cele pe care le vedem nu sunt deloc bucle. In schimb, acestea sunt un tip de iluzie optica. Cunoastem Soarele atat de bine pe cat credem?

Coroana Soarelui este stratul cel mai exterior al atmosferei sale. Este alcatuit din plasma, care contine multe particule incarcate. Acest lucru inseamna ca raspunde cu usurinta la campurile electromagnetice. Soarele are un camp magnetic puternic care variaza in functie de loc si timp. Uneori, acest magnetism impinge plasma la inaltime deasupra coroanei, formand structuri fantastice numite bucle coronale care, in cele din urma, se reconecteaza la suprafata Soarelui. Unele dintre aceste structuri pot dura zile sau chiar saptamani intregi.

„Aceasta este o paradigma complet noua de intelegere a atmosferei Soarelui.”

Anna Malanushenko.

Dar, daca acest nou studiu este corect, inseamna ca multe dintre cele care par a fi bucle nu sunt bucle.

Noul studiu este publicat in The Astrophysical Journal. Titlul sau este „The Coronal Veil”. Anna Malanushenko, om de stiinta la Centrul National pentru Cercetare Atmosferica, este autorul principal.

Studiul se bazeaza pe o simulare 3D avansata a coroanei solare. Aceasta a permis oamenilor de stiinta sa izoleze buclele coronale individuale prin felierea coroanei in sectiuni distincte. Cercetatorii au gasit unele bucle, dar rezultatele lor au aratat ca multe dintre cele care pareau a fi bucle nu erau deloc bucle.

„Mi-am petrecut intreaga cariera studiind buclele coronale”, a declarat autorul principal Malanushenko. „Am fost incantata de faptul ca aceasta simulare imi va oferi ocazia de a le studia mai in detaliu. Nu m-am asteptat niciodata la acest lucru. Cand am vazut rezultatele, mintea mea a explodat. Aceasta este o paradigma complet noua de intelegere a atmosferei Soarelui”.

Buclele coronale stralucesc puternic in radiatiile UV extreme datorita temperaturii lor. Forma lor este conforma cu intelegerea noastra despre magnetism, astfel incat concluzia ca sunt bucle este logica. Noul studiu nu infirma in totalitate existenta buclelor. Dar infirma unele dintre ele.

Aceasta noua cercetare ii face pe oamenii de stiinta sa se uite din nou la Soare si la comportamentul sau. Autorii acestei lucrari sunt nedumeriti deoarece buclele coronale nu par sa fie conforme cu ceea ce stiu despre magnetism.

Liniile campului magnetic al Soarelui sunt puternice, dar ele trebuie sa slabeasca tot mai mult de la sursa. Asadar, daca buclele coronale sunt intr-adevar bucle care curg de-a lungul liniilor de camp ale Soarelui, acestea ar trebui sa se departeze cu cat se indeparteaza mai mult de Soare. Dar nu asta se intampla. Imaginile Soarelui arata ca buclele sunt inca subtiri si stralucitoare, chiar si la mare inaltime deasupra Soarelui.

„… buclele coronale par sa nu aiba expansiunea vizuala asteptata cu inaltimea, deoarece campul magnetic de confinare slabeste in medie cu altitudinea in coroana”, subliniaza autorii in lucrarea lor.

Deci, daca nu sunt bucle, atunci ce sunt?

Potrivit cercetarii, unele dintre ele sunt iluzii pe care le numesc „voalul coronal”. Iar existenta lor ii face pe autori sa puna la indoiala ceea ce credeau ca stiu despre Soare.

bucle coronale, eruptii solare

Bucle coronale, observate in radiatia ultravioleta Fe IX 17,1 nm (171 Å) de catre nava spatiala TRACE la 6 noiembrie 1999, care se extind la 120 000 km de suprafata Soarelui. (Credit: TRACE/NASA).

„Acest studiu ne reaminteste, ca oameni de stiinta, ca trebuie sa ne punem mereu la indoiala presupunerile si ca uneori intuitia noastra poate lucra impotriva noastra”, a declarat Malanushenko.

Unele dintre bucle sunt ceea ce ei numesc artefacte de proiectie. Dar nu este usor sa discernem intre buclele coronale reale si artefacte. „Demonstram dificultatea de a discerne din observari daca o anumita bucla corespunde unui fir din volum sau unui artefact de proiectie. Demonstram modul in care buclele aparent izolate ar putea insela observatorii, chiar si atunci cand sunt disponibile observari din mai multe unghiuri de vedere”, scriu autorii.

Aceasta cercetare se bazeaza pe o simulare revolutionara dezvoltata in mare parte la NCAR/UCAR. Simularea se numeste MURaM. MURaM este o simulare realista care se extinde din adancul Soarelui — aproximativ 10.000 km sub suprafata — pana la aproape 40.000 km in coroana. Conditiile fizice din aceasta gama larga variaza foarte mult in ceea ce priveste presiunea si densitatea. MURaM este important deoarece oamenii de stiinta nu au reusit sa modeleze o gama atat de larga de conditii inainte de dezvoltarea sa.

MURaM a permis oamenilor de stiinta sa observe ciclul complet de viata al unei eruptii solare, incepand din adancul Soarelui, pana la aparitia eruptiei la suprafata si eliberarea exploziva in spatiu.

Dar principalul rezultat in ceea ce priveste acest studiu este setul de date creat de MURaM. Aceste seturi de date contin structura campului magnetic si plasma care se conformeaza acestuia. MURaM permite oamenilor de stiinta sa creeze observari „artificiale” ale Soarelui, inclusiv ale coroanei. Coroana Soarelui este optic subtire, ceea ce inseamna ca este usor de vazut prin ea. Desi acest lucru ar putea parea un avantaj observational, nu este neaparat asa.

Aceasta subtilitate optica inseamna ca structuri precum buclele coronale se pot suprapune unele peste altele atunci cand observam Soarele. Si este dificil sa ne dam seama care ar putea fi in prim-plan si care sunt in fundal. Subtilitatea optica face, de asemenea, dificil de distins cat de groase sunt buclele. Sunt groase, ca un fel de furtun de gradina? Sau sunt subtiri, ca o panglica privita pe margine?

Exista o a treia posibilitate atunci cand se observa aceste bucle in coroana optic subtire. In loc de un fir subtire, buclele ar putea fi o iluzie optica cauzata de o pliere a unei foi de plasma.

MURaM este una dintre cele mai puternice simulari solare create vreodata. S-a dovedit robusta in multe privinte, dar cercetatorii sunt inca precauti. In aceasta lucrare, echipa a comparat datele MURaM cu imagini reale ale Soarelui obtinute de la instrumentul Atmospheric Imaging Assembly (AIA) de pe Solar Dynamics Observatory (SDO) al NASA.

bucle coronale, eruptii solare

Imaginile de la a la d și f sunt imagini AIA care evidentiaza o anumita parte a unei bucle coronale. E este o imagine din simularea MURaM. Credit imagine: Malanushenko et al. 2022.

Punctul forte al simularii MURaM consta in faptul ca cercetatorii pot diseca datele din simulare intr-un mod care nu este posibil in cazul observarilor reale. MURaM produce cuburi de date care permit cercetatorilor sa studieze regiuni ale Soarelui intr-un mod in care observatoarele si instrumentele actuale nu pot face acest lucru.

„Deoarece buclele se conformeaza liniilor de camp, oamenii de stiinta presupun ca buclele sunt proiectii in plan ceresc ale unor tuburi subtiri de flux magnetic pline de plasma cu temperaturi si densitati diferite”, scriu autorii in lucrarea lor. „Zonele dintre aceste tuburi de flux sunt, de asemenea, pline de campuri magnetice, dar plasma este mai slaba, deoarece este mai putin densa. Sau ar putea fi o temperatura diferita care nu se vede bine in lungimile de unda ale instrumentului care o detecteaza.”

Autorii au studiat emisia volumetrica pentru a vedea aceste zone mai slabe dintre tuburile de flux. Felii subtiri ale MURaM au permis cercetatorilor sa disece datele si sa caute structuri si comportamente care nu sunt evidente in imaginile reale. Aceste felii arata ca unele din ceea ce par a fi bucle coronale nu sunt bucle, ci sunt formate din creste si riduri in plasma.

bucle coronale, eruptii solare

Aceste imagini din cadrul studiului demonstreaza ceea ce se numeste emisie volumetrica. Sunt felii subtiri de imagini din cuburile de date MURaM. Cele mai multe dintre aceste imagini contin structuri la scara larga de forma complexa, cu numeroase creste si riduri, mai degraba decat structuri corespunzatoare buclelor coronale individuale. Aceste structuri nu sunt usor de separat unele de altele. In timp ce unele bucle au putut fi cartografiate la pete distincte si luminoase, multe bucle nu par sa corespunda cu structurile izolate din volum. Credit imagine: Malanushenko et al. 2022.

Acest studiu ridica intrebari cu privire la modul in care intelegem Soarele. Dar unul dintre dezavantajele studiului este ca se bazeaza pe o simulare. Autorii recunosc acest lucru si faptul ca, pe masura ce trece timpul, simularile joaca un rol tot mai important si mai semnificativ in astronomie si astrofizica.

Putem avea incredere in MURaM?

Autorii subliniaza ca MURaM este una dintre cele mai realiste simulari de pana acum. Stim acest lucru deoarece produce multe lucruri pe care le putem observa in mod clar despre Soare. „Cu toate acestea, este cu siguranta vulnerabila la critici, ca orice alta simulare. Cu toate acestea, credem totusi ca rezultatele noastre sunt relevante pentru coroana reala…”, afirma ei.

Ceea ce este convingator in legatura cu aceasta descoperire este ca MURaM nu este singura simulare care produce rezultate care sustin concluzia acestui studiu.

Un studiu din 2005, bazat pe o alta simulare, a constatat ca amprenta unor bucle coronale „… este incretita si nu este simpla din punct de vedere geometric…”. Autorii acestei noi cercetari spun ca acest lucru le sustine concluzia ca unele bucle coronale nu sunt, de fapt, bucle.

Un alt studiu din 2014, bazat pe simulari coronale, a gasit, de asemenea, emisii care nu arata ca niste bucle. Imaginile de la acea simulare au aratat o componenta difuza, cateva pete izolate si structuri subtiri, luminoase, asemanatoare unor foite, similare cu ceea ce a aratat MURaM in aceasta noua cercetare. Ridurile din aceste structuri de tip foaie au produs bucle care aratau ca artefactele de proiectie gasite in aceasta noua cercetare.

bucle coronale, eruptii solare

Aceasta figura provine dintr-o lucrare din 2014, bazata pe diferite simulari coronale. Ea arata (a) o componenta difuza, (b) mai multe pete izolate si (c) structuri subtiri, luminoase, asemanatoare unor foite. Credit imagine: Winebarger et al. 2014.

Urmatoarea intrebare logica de pus este: cate dintre buclele coronale sunt bucle reale si cate nu sunt? Noi tehnici de observare vor trebui sa raspunda la aceasta intrebare, iar aceste tehnici vor trebui sa fie proiectate cu atentie. De asemenea, vor fi necesare noi tehnici de manipulare a datelor. Dar raspunsul la aceasta intrebare va duce la o mai buna intelegere a fizicii solare.

„Stim ca proiectarea unor astfel de tehnici ar fi extrem de dificila, dar acest studiu demonstreaza ca modul in care interpretam in prezent observatiile asupra Soarelui ar putea sa nu fie adecvat pentru a intelege cu adevarat fizica stelei noastre”, a declarat Malanushenko.

Traducere si adaptare dupa universetoday.com.

Recent Posts

Leave a Comment

Tinem legatura?

Daca doriti sa ma contactati, imi puteti trimite un mail folosind formularul de contact de mai jos.

Not readable? Change text. captcha txt
sistemul nervosmateria intunecata