Hittegolven op de zon
Een wetenschappelijk team onder leiding van de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) en de KU Leuven, heeft vastgesteld dat magnetische golven met een hoge frequentie essentieel zijn om de atmosfeer van de zon op te warmen tot miljoenen graden. Deze bevinding werpt een nieuw licht op het meest intrigerende zonne-mysterie: wat maakt de atmosfeer van de zon zoveel heter dan haar oppervlak?
Eén van de oudste vraagstukken in de astrofysica is precies dit probleem van de hete corona. Van jongs af aan leren we dat de temperatuur daalt wanneer je verder weg beweegt van een hittebron, maar dit blijkt niet te kloppen voor de zon. De enige warmtebron van de zon bevindt zich in haar kern. En toch is de corona, de buitenste laag van de zonne-atmosfeer, zo’n 200 keer warmer dan de fotosfeer, het zonsoppervlak.
Prof. Tom Van Doorsselaere van KU Leuven zegt hierover: “In de voorbije 80 jaar hebben astrofysici geprobeerd om dit probleem op te lossen en nu komt er steeds meer bewijs naar voren dat de corona kan opgewarmd worden door magnetische golven.” Deze nieuwe inzichten komen van de Extreme Ultraviolet Imager (EUI) telescoop, aan boord van Solar Orbiter, een ruimtetuig van het Europees ruimtevaartagentschap ESA dat zich momenteel aan de achterkant van de zon bevindt. De EUI-telescoop, die wordt aangestuurd vanuit de KSB, maakt de scherpste filmpjes ooit van de zonnecorona. In zulke filmpjes worden snelle trillingen waargenomen in de kleinste magnetische structuren van de zonnecorona, en de energie van deze golven met hoge frequentie draagt bij tot de opwarming van de zonne-atmosfeer.
De vraag die wetenschappers zich stelden was of de energie afkomstig van deze nieuwe, snelle trillingen wel opweegt tegen de energie van gelijkaardige, tragere trillingen, die al gekend waren. Het team van wetenschappers heeft daartoe een meta-analyse uitgevoerd, dat is een statistische methode waarbij verschillende wetenschappelijke studies worden gecombineerd om er een nieuwe, gemeenschappelijke waarheid uit te puren. Dr. Daye Lim, hoofdauteur, concludeerde dat golven met een hoge frequentie een grotere bijdrage leveren aan de totale opwarming door golven, dan die met een lage frequentie.
Dr. David Berghmans, hoofdonderzoeker voor de EUI-telescoop, besluit: “Omdat haar resultaten aantonen dat snelle trillingen een cruciale rol spelen in het opwarmen van de corona, richten we nu onze aandacht op de uitdaging om magnetische golven met nog hogere frequenties waar te nemen met EUI.”
Gisteren verscheen de publicatie in het vaktijdschrift The Astrophysical Journal Letters waarin deze inzichten beschreven worden.
Dit onderzoek werd ondersteund door het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek – Vlaanderen, de Programmatorische Federale Overheidsdienst Wetenschapsbeleid BELSPO, en het Solar-Terrestrial Centre of Excellence (STCE) in Ukkel.
EUI website: http://sidc.be/EUI
Volg de EUI Twitter account: https://twitter.com/EuiTelescope
Een beeld van de volledige zonneschijf, genomen op 12 oktober 2022 door de Full Sun Imager (FSI) van EUI en een zoom van het midden van de zon door haar High-Resolution Imager (HRI). De witte pijl geeft een afstand van ongeveer 10 000 km aan. Drie kleinere structuren worden uitgelicht door een rood, blauw en groen kader en tonen magnetische golven als een heen-en-weer beweging. Klik op de foto om een filmpje van de waarnemingen te bekijken. Credit: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA.
Het artikel:
Daye Lim et al., The Role of High-frequency Transverse Oscillations in Coronal Heating, 2023 ApJL 952 L15.