Tieteelliset ja teknologiset uutiset

Aurinkopurkaukset... mukavia ☀️

Aurinkoaktiiviset alueet ovat voimakkaiden säteilytulojen, ns. flarejen, keskipisteitä, jotka ovat yksi aurinkokuntamme energisimmistä ilmiöistä.

Erityinen alaluokka erottuu siten, että auringon ilmakehässä sijaitseva flare laukaisee toisen flareen muualla, eri pituus- ja leveysasteilla. Näitä kutsutaan sympaattisiksi flareiksi. Kuitenkin, niiden olemassaolosta ei ollut vielä vahvistettu tilastollisesti merkittävää näyttöä.

Tämä video (napsauta kuvaa nähdäksesi animaation) näyttää ensimmäisen auringonpurkauksen laukaisun, jota seuraa noin 30 minuutin kuluttua toinen purkaus viereisessä aktiivisessa alueessa. Tätä peräkkäisten purkausten ilmiötä kutsutaan sympaattiseksi purkaukseksi. Tämä tapahtuu, kun kaksi aktiivista aluetta ovat eristyksissä noin 30°:n etäisyydellä toisistaan, mikä mahdollistaa magneettisen yhteyden näiden alueiden välillä. Tämä yhteys on esitetty täällä sinisinä viivoina (magneettikentän esiintyminen) ja punaisina viivoina (magneettikentän upottaminen).
Tämä video on toteutettu Solar Dynamics Observatoryn (SDO) tallentamista kuvista, 131 Å -kaistalla, Atmospheric Imaging Assembly -instrumentilla, 23. ja 24. lokakuuta 2013, 3,5 tunnin aikana.
Luotto: Louis-Simon Guité/Solar Dynamics Observatory.

CEA Paris-Saclayn astrofysiikan osaston ja Kanadan Montréalin yliopiston fysiikan osaston tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa osoittanut, että sympaattiset flareet laukaistaan 30 minuutin sisällä, ja ne liittyvät aktiivisiin alueisiin, jotka ovat eristyksissä noin 30°:n etäisyydellä toisistaan. Tämä etäisyys vastaa tyypillistä etäisyyttä kahden magneettisen silmukan ankkuripisteen välillä, mikä viittaa siihen, että nämä flareet johtuvat näiden aktiivisten alueiden magneettisesta yhteydestä.

Tämä ilmiö koskee noin 5 %:a auringonpurkauksista, jotka sijaitsevat samalla pallonpuoliskolla. Sen sijaan, kun aktiiviset alueet ovat eristyksissä auringon ekvaattorin yli, ilmiö on käänteinen: magneettikenttä estäisi purkauksia sen sijaan, että se suosisi niitä. Tätä ilmiötä, jota kutsutaan antipatia flareiksi, raportoidaan ensimmäistä kertaa tässä artikkelissa.

Tämä tutkimus julkaistaan Astronomy & Astrophysics -lehdessä: “Flaring together: A preferred angular separation between sympathetic flares on the Sun”. Lisäksi yksi tutkimuksen kuvista tulee koristamaan A&A-lehden kuukausittaisen julkaisun kantta.

Auringonpurkaukset: ilmiö, jota on havaittu pitkään mutta joka on edelleen huonosti ymmärretty

Ensimmäistä kertaa kiinalaisten tähtitieteilijöiden mainitsemat aurinkotahrat ovat aktiivisia alueita, joissa aurinkomagneettikenttä tunkeutuu tähtemme pintaan, jäädyttäen plasmaa. Plasmaa ei siten uusiudu konvektion kautta, ja nämä alueet jäähtyvät ja näyttävät tummilta verrattuna muuhun, lämpimämpään pintaan.

Näiden aurinkotahrojen määrä ja koko liittyvät auringon magneettiseen sykliin, jonka keskimääräinen jakso on noin 11 vuotta kahden maksimin välillä. Aktiivisuuden maksimi vaiheissa, kuten tällä hetkellä, aurinkoaktiivisuus voi olla erityisen voimakasta, ja aurinkotahrojen määrä voi olla suuri, ja niiden koko voi olla useita kertoja maapallon halkaisija, mikä tekee niistä näkyviä paljaalla silmällä sopivalla välineellä.

Näissä aktiivisissa alueissa keskittynyt magneettikenttä sisältää valtavan määrän energiaa, joka voi vapautua flareina, voimakkaina valosäteilyn purkauksina, tai koronaalisina massapurkauksina, erittäin energisinä aineen purkauksina. Nämä ilmiöt ovat itse asiassa aurinkokuntamme energisimmistä.

Vuonna 1951 tutkija Richardson ja hänen tiiminsä havaitsivat, että aktiiviselta alueelta lähtenyt flare voi lähes samanaikaisesti laukaista toisen flareen läheisessä aktiivisessa alueessa (ks. video). Tätä ilmiötä, jota kutsutaan sympaattiseksi flareksi, ei kuitenkaan ollut vielä vahvistettu tilastollisesti auringossa, ja sen taustalla olevat mekanismit olivat edelleen huonosti ymmärrettyjä.

Sympaattiset flareet tarkastelussa

Tutkijat analysoivat laajaa joukkoa auringonpurkauksia, jotka tapahtuivat kahden viimeisen aurinkosyklin aikana, arvioidakseen tätä ilmiötä tilastollisesti. Nämä havainnot tehtiin kolmen avaruusmission kautta: Solar Dynamics Observatory (SDO), RHESSI ja Solar Orbiter, käyttäen STIX-instrumenttia, jonka Caliste-tunnistimet on kehitetty CEA-IRFU:ssa.

Tutkijat havaitsivat ensin, että sympaattiset flareet edustavat noin 5 %:a auringonpurkauksista, todistaen tilastollisesti, että aktiiviset alueet voivat vuorovaikuttaa keskenään, mikä lisää auringonpurkausten määrää.

He mittasivat sitten ensimmäistä kertaa, että tyypillinen etäisyys kahden aktiivisen alueen välillä, jotka aiheuttavat näitä sympaattisia purkauksia, on noin 30 astetta. He myös määrittivät, että kahden peräkkäisen purkauksen välinen aikaväli on alle 30 minuuttia (ks. kuva 2).

Lopuksi, ymmärtääkseen tämän ilmiön alkuperää, he mittasivat koko auringon levyn alueella magneettisten silmukoiden ankkuripisteiden keskimääräisen etäisyyden, eli alueet, joista magneettikenttä nousee ja palaa pinnalle. Yllättäen tämä etäisyys, arvioitu olevan 30 astetta, vastaa sitä, joka erottaa aktiiviset alueet, jotka aiheuttavat sympaattiset flareet. Tämä korrelaatio on mahdollistanut tämän ilmiön syyn liittämisen kahden aktiivisen alueen magneettiseen yhteyteen.

Ei aina sympaattisia flareja

Kun sympaattiset flareet aiheuttavat ylimääräisiä purkauksia, kun aktiiviset alueet ovat eristyksissä 30°:n etäisyydellä, tutkijat olivat yllättyneitä huomatessaan, että kun nämä aktiiviset alueet olivat eristyksissä ekvaattorin yli, purkausten määrä väheni merkittävästi (ks. kuva 3). Tämän flarejen estämisen voisi selittää magneettikentän konfiguraation ero kahden pallonpuoliskon välillä. Tätä ilmiötä, joka tunnistettiin ensimmäistä kertaa tässä tutkimuksessa, kutsutaan antipatia flareiksi.

Tämä ennennäkemätön löytö herättää kiehtovia kysymyksiä sympaattisten ja antipatia flarejen taustalla olevista fysikaalisista mekanismeista, avaten uusia näkymiä tuleville tutkimuksille.