A Sun está borbulhando, formando estruturas de plasma dedo-como misteriosas em seu envelope gasoso, a corona. A equipe alemã-americana liderada pelo Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar já conseguiu explicar essas formas filigrana-like.Em sua nova teoria, os cientistas fazem uso de um fenômeno natural há muito conhecida, que pode ser observada em situações muito diferentes - no cosmos distantes, bem como em uma xícara de chá em casa.
Conversão de energia está em pleno andamento na coroa solar . A energia magnética e elétrica são convertidos em calor imenso, e as temperaturas disparar até dez milhões de graus Celsius. Isto pode conduzir aos chamados alargamentos eruptivas na vizinhança de manchas solares: separar massas de gás a partir da superfície do Sol e são ejectados alta para a coroa.
No processo, estranhas, estruturas de plasma alongados emergir, que geralmente são visíveis apenas por alguns minutos na parte superior das chamas. Desde a sua descoberta cerca de 15 anos atrás, os pesquisadores solares têm sido mistificado sobre a causa destas estruturas escuras; eles formam um contraste claro para o plasma brilhante enfolding que emite luz ultravioleta.
A imagem abaixo foi capturado pela American Solar Dynamics Observatory (SDO) por satélite e mostra a radiação ultravioleta parte da corona em 22 de outubro de 2011. Ele foi tomada em um comprimento de onda de 13,1 nanômetros (em azul) e 9,4 nanômetros (vermelho) . As estruturas semelhantes a dedos escuras da instabilidade Rayleigh-Taylor na parte superior da imagem podem ser claramente distinguidos a partir do plasma azul.
Devido à sua forma e os movimentos ondulados estas estruturas escuras, às vezes chamado de "girinos" no jargão pesquisador."Antes, nós literalmente tateando no escuro, tanto quanto a sua interpretação estava preocupado, porque todas as tentativas de explicá-los foram incapazes de explicar satisfatoriamente as observações", diz Davina Innes, do Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar.
Junto com colegas, ela avaliou fotos alargamento do Observatório Solar Dynamics (SDO) da agência espacial norte-americana NASA ea missão STEREO da mesma forma americano ( Solar Terrestrial Relations Observatory ). Ambas as sondas podem observar o Sol em vários comprimentos de onda de luz ultravioleta.
As imagens de alta resolução são originários de erupções incendiar durante 2011 e 2012 e capturar até mesmo pequenos detalhes que medem menos de 800 quilômetros. Uma característica particular das imagens do SDO é que eles mostram os eventos solares várias vezes por minuto. Eles são, portanto, ideal para a investigação dos geralmente de curta duração misteriosos "girinos" coronal. "Descobriu-se que estas estruturas são instabilidades que se formam quando plasmas de diferentes densidades encontrar uns aos outros", diz Innes.
Em um segundo estudo, que foi dirigido por Max Planck pesquisador Lijia Guo, modelos de computador foram usados para simular os mesmos processos. Estes cálculos MHD tridimensionais - MHD significa magnetohidrodinâmica - são baseados na teoria de que os físicos utilizam para descrever os fluidos electricamente condutor; por meio da aproximação, o plasma solar pode também ser calculado com esta.
Os resultados dos cálculos complexos estão em forte acordo com as observações. É surpreendente que as estruturas que tem intrigado os físicos solares por muitos anos são explicados por um velho conhecido na base dos atuais cálculos de modelo: "Fomos capazes de provar que os processos são causadas pela instabilidade Rayleigh-Taylor, um processo fundamental na dinâmica de fluidos ", diz Guo. Esta instabilidade ocorre, por exemplo, entre dois fluidos de diferentes densidades quando eles são acelerados em relação ao outro.
Instabilidades pode mesmo ocorrer em um copo de chá em que uma gota de leite é introduzido, como o leite, o qual é mais pesado do que o chá, é sujeito a aceleração da gravidade terrestre. Os evaginations, brevemente visíveis em forma de cogumelo na interface de leite chá são um sinal típico da instabilidade. Estes também ocorrem no fluxo de gases. " instabilidades de Rayleigh-Taylor também pode ser observado na nuvem circundante estrelas de explosão. As estruturas semelhantes a dedos, nas massas de gás da nebulosa do Caranguejo , que foi formada por uma explosão de supernova, pode ser explicado desta maneira ", diz Lijia Guo.
Os dois estudos realizados pelos pesquisadores Max Planck também já levou a uma compreensão mais detalhada dos processos na corona. Além da instabilidade Rayleigh-Taylor, há também um processo de alta energia em que o campo magnético salta para uma configuração diferente, chamado reconexão. Tal como um elástico que é torcido tanto que ela se encaixe, a energia armazenada no campo magnético é liberada de repente durante os flares.
Na coroa, as linhas do campo magnético assumir o papel da banda de borracha. Quando as linhas do campo de repente se reagrupar, um feixe de plasma formas finas: a jato. Este é acelerada a partir do local da religação para a superfície solar. Mais abaixo, o jato se encontra com plasma mais denso. Plasma denso e fino, assim, atender à cabeça do jato - a instabilidade Rayleigh-Taylor segue o seu curso.
"Nossas observações são a primeira a fornecer prova clara destes jatos de reconexão, que têm até o momento foi descrita apenas em teoria", diz Davina Innes. Os resultados obtidos pelos dois pesquisadores certamente também se reunirá com interesse fora da comunidade de físicos solares: "reconexão, a instabilidade Rayleigh-Taylor, jatos - os nossos estudos têm bateu em cima de alguns fenômenos que também poderiam se beneficiar outros campos da física", diz Lijia Guo.
A imagem SDO, na parte superior da página mostra uma explosão solar de classe M expelindo enormes nuvens de hidrogênio em corona do Sol no início desta manhã. Esta foto vem de um vídeo feito pelo SDO da Nasa, em luz ultravioleta distante.
O Galaxy diário via Instituto Max Planck
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