Erdélyi Róbert, az ELTE és a Sheffieldi Egyetem professzora nemrégiben Magyarország méretű plazmapulzusok megfigyelésével került közelebb a nagy rejtélyhez, azaz a Nap koronájához köthető hőmérsékletemelkedéshez, ám most újabb fontos lépést tett a máig megoldatlan kérdés tisztázásában. Egy nemzetközi kutatócsoport tagjaként nagy felbontású és érzékenységű távcsővel figyelte meg ezeket a P. Angelo Secchi által felfedezett szpikulákat, és a vizsgálatok során kiderült, hogy miként juttatnak energiát a napkoronába – áll az ELTE közleményében..
A magassággal nő a hőmérséklet
A Nap légkörének külső részét, amely több millió kilométeres távolságra terjed ki csillagunk látható felszínétől, koronának nevezzük. Bár a hőmérséklet a Nap magjában akár 15 millió fok is lehet, a felszínt elérve ez az érték körülbelül 5700 fokra csökken. Ezután azonban a magasság további növekedésével a hőmérséklet ismét emelkedni kezd, és rejtélyes módon a koronában már a több millió fokot is elérheti.
Hogy mi okozza a Nap koronájához köthető hőmérsékletemelkedést, a modern asztrofizika egyik óriási, még mindig megoldásra váró kihívása, és erre a kérdésre keresi a választ Erdélyi Róbert professzor is nemzetközi kutatócsoportjával.
P. Angelo Secchi olasz katolikus csillagász, jezsuita szerzetes 1877-ben fedezte fel az úgynevezett szpikulákat, amelyek kis méretskálájú, mágneses, gejzírszerű anyagkilövellések a Nap kromoszférájában, a naplégkör fotoszféra és korona között elhelyezkedő egyik rétegében. Az asztrofizikai léptékkel mérve keskeny, pár száz kilométer átmérőjű plazmaoszlopok a napfelszín feletti mintegy 5–8 ezer kilométer magasságba képesek emelkedni. Becslések szerint minden pillanatban több millió lehet belőlük a Nap légkörében.
Magyarországnyi örvények
Sok csillagász azt gyanítja, hogy a szpikulák a naplégkör alsóbb rétegei és a korona közti anyag- és energiaáramlás csatornáiként szolgálhatnak. Keletkezésük folyamatát és működésük mechanizmusát azonban még nem sikerült véglegesen tisztázni, mivel nem voltak olyan felbontású és érzékenységű távcsövek, amelyekkel ilyen „apró” méretű jelenségeket megfigyelhettek volna.
Most azonban olyan nagy tér- és időbeli felbontású eszközök jelentek meg, amelyek már bepillantást engednek a szpikulák keletkezésének mechanizmusába, sőt abba is, hogyan járulnak hozzá a napkorona fűtéséhez.
Az Erdélyi Róbert vezette kutatócsoport 2019 nyarán elsőként figyelte meg a nagyenergiájú, több magyarországnyi méretű örvények által gerjesztett, a Nap felszínétől annak felsőbb légkörébe energiát szállító plazmapulzusokat, és tette közzé mérföldkőnek számító megfigyeléseit a tekintélyes Nature Communications-ben.
Új megfigyelés
Részvételével a közelmúltban egy nemzetközi kutatócsoport a Big Bear Observatory (BBSO) 1,6 méteres Goode Solar Telescope (GST) távcsövével végzett megfigyeléseket. Ez az eszköz a világ jelenleg működő legnagyobb apertúrájú és egyben legnagyobb felbontású naptávcsöve. Segítségével a kutatók temérdek szpikulát figyeltek meg rendkívül nagy térbeli felbontással, miközben szintén nagy térbeli felbontással mérni tudták a Nap fotoszférájának dinamikusan változó mágneses tereit is.
A kutatócsoport a távcsővel végre megfigyelhette, ahogy a szpikulák azonnal kilövellnek, amikor a domináns polaritású mágneses mező körül ellentétes polaritású mágneses fluxus jelenik meg. A tudósok eddig még soha nem látták (csupán csak feltételezték) a szpikulát megelőző mágneses rekonnekciót (átkötést), ami magát a szpikulát okozza.
Bár korábban már látták, hogy ezekben a plazmanyalábokban sok az energia, azt viszont most sikerült először megfigyelni, hogy az energiát a szpikulák át is adják a környezetüknek. Az úttörőnek számító távcsöves megfigyelés most minden eddiginél erősebben bizonyítja, hogy a naplégkör alsó régióiban végbemenő mágneses átkötés, vagyis a mágnes mezők dinamikus interakciója szolgál a szpikulák hajtóerejéül, és az így keletkezett szpikulák juttatnak el óriási mennyiségben nem-termális energiát a napkoronába. Közvetlen kapcsolatot teremtve így a légkör alsó rétegeiben zajló mágneses aktivitás és a koronafűtés között.
Jelentős előrelépés
A kutatók most a megfigyelési eredményekre építő, fejlett számítógépes szimulációk futtatását szorgalmazzák, és további elméleti kutatásokat javasolnak a koronafűtés kérdésének megoldására.
„A jelenlegi csúcstechnológia eddig teljességgel ismeretlen és elképzelhetetlen megfigyelésekre adott lehetőséget. Alapvetően új, eddig soha nem látott szögből vizsgálhattuk a plazmakilövelléseket, amelyek milliószámra bekövetkeznek a Nap felszínén, és az asztrofizikusokat már jó másfél évszázada foglalkoztatják” – mondta Erdélyi Róbert. Hozzátette: „a megfigyelőket, modellezőket és elméleti szakértőket összefogó kutatás eredményeképpen jelentős előrelépést tettünk a régi rejtély megoldásában. Alig várjuk, hogy még tovább mehessünk” – tette hozzá.
Kiemelt kép: MARTIN BERNETTI / AFP
