Wir haben ein Geheimnis in unseren Händen. Die Sonnenoberfläche hat eine Temperatur von etwa 6.000 Kelvin – heiß genug, um sie strahlend weiß glühen zu lassen. Aber die Sonnenoberfläche ist später nicht die letzte, so wie die Erdoberfläche nicht ihre äußerste Schicht ist. Die Sonne hat eine dünne, aber ausgedehnte Atmosphäre, die Korona genannt wird. Und diese Korona hat eine Temperatur von ein paarMillionKelvin.
Wie kommt es, dass die Korona eine so höhere Temperatur hat als die Oberfläche?
Wie gesagt, ein Mysterium.
One Corona, heiß, bitte
So seltsam es auch ist, Sie würden die Hitze der Korona nicht spüren, wenn Sie durch sie hindurchschwimmen würden. Es ist nicht nur dünn, sondern unglaublich dünn und registriert nur ein Billionstel der Dichte der Sonnenoberfläche. Es ist so dünn, dass es trotz seiner hohen Temperatur, die die kleinen Partikel, aus denen die Korona besteht, mit unglaublicher Geschwindigkeit herumflitzt, es nur so wenige Partikel gibt, dass sie Sie kaum treffen würden – und Sie würden es nicht einmal registrieren die sengend hohe Hitze.
(Nur um es klarzustellen, Ihre Nähe zur Sonnenoberfläche selbst würde Sie sicherlich sowieso zum Schmelzen bringen, aber es wäre nicht die Korona.)
Die Corona selbst ist ungeheuer groß, Millionen von Kilometern ausdehnen , wodurch der Radius der Sonne über ihre sichtbare Haut hinaus verdoppelt wird. Aber noch einmal, weil es so dünn ist, ist es schwer zu sehen. Nur während einer totalen Sonnenfinsternis, wenn der Körper des Mondes die Sonnenscheibe perfekt verbirgt, erscheint die Korona in all ihrer Pracht und leuchtet mit Licht von der Sonnenoberfläche, das von den winzigen Partikeln reflektiert wird, aus denen die Atmosphäre besteht.
Eine genaue Untersuchung der Korona offenbart sehr eigentümliche Strukturen. Dünne, dünne Fäden, lange, zarte Schleifen und Windungen, die Fingerabdrücken ähneln, tanzen durch die Sonnenatmosphäre. Es ist also ganz offensichtlich ein sehr aktiver und komplizierter Ort, was einen Hinweis auf seine höllisch hohen Temperaturen geben könnte.
Ultimative Kraft
Es gibt nur eine Energiequelle in der Sonne, und das ist Atomkraft. Im tiefen, dichten, heißen Kern (ironischerweise der einzige Ort, der die Temperaturen der Korona übertrifft) überwältigen die unglaublichen Drücke die natürliche Abstoßung von Wasserstoff und verschmelzen sie zu Helium. Die Umwandlung hinterlässt ein wenig Masse und setzt somit ein wenig Energie frei.
Jede einzelne Reaktion emittiert nur ein kleines bisschen Energie, aber wiederholen Sie diesen Vorgang unzählige Male und Sie erhalten eine fantastische, langlebige, kraftvolle Energiequelle, die das gesamte Licht für das gesamte Sonnensystem liefert seit Milliarden von Jahren .
Und da es die einzige Stromquelle ist, die die Korona irgendwie aufheizt.
Am 31. August 2012 brach um 16:36 Uhr ein langer Faden aus Sonnenmaterial, die Korona, in der Sonnenatmosphäre auf. SOMMERZEIT. Der koronale Massenauswurf oder CME reiste mit über 900 Meilen pro Sekunde. Die CME reiste nicht direkt auf die Erde zu, verband sich jedoch mit der magnetischen Umgebung der Erde oder Magnetosphäre, was dazu führte, dass in der Nacht zum Montag, dem 3. September, Aurora auftauchte. Das Bild oben enthält ein Bild der Erde, um die Größe der CME im Vergleich zu zu zeigen die Größe der Erde. Bildnachweis: NASA/GSFC/SDO
Es ist nicht schwer sich vorzustellen, warum die Oberfläche der Sonne, die Photosphäre genannt, so viel kühler ist als der innerste Kern. Schließlich ist diese Oberfläche dem harten, kalten Vakuum des Weltraums ausgesetzt und vom sich erwärmenden Kern durch Hunderttausende Kilometer dicken, suppigen Plasmas getrennt.
Aber diese Oberfläche ist aktiv, vielleicht sogar noch aktiver als die turbulente Korona darüber. Körnchen, Sonnenflecken, Fackeln, Massenauswürfe und mehr sprudeln und brechen aus dem chaotischen Äußeren der Sonne hervor. Vielleicht verbirgt sich in diesem tosenden Inferno der Oberfläche die rätselhafte Quelle der hohen Temperatur der Korona.
Den Twist machen
Wir haben also eine relativ kühle, aber unglaublich aktive Sonnenoberfläche, die unter der intensiv heißen Korona sitzt, und wir brauchen etwas, um diese Aktivität zu verbinden und in Wärme umzuwandeln. Glücklicherweise ist die Sonne eine riesige Plasmakugel, was bedeutet, dass sie eine Mischung aus geladenen Teilchen ist, die sich schnell bewegen. Und geladene Teilchen, die sich schnell bewegen, sind wirklich sehr gut darin, Magnetfelder zu erzeugen.
Und Magnetfelder wiederum sind wirklich sehr gut darin, Aktivität in Wärme umzuwandeln.
Lange standen starke Magnetfelder im Verdacht, bei der Erwärmung der Korona eine große Rolle zu spielen Parker Solarsonde wurde zur näheren Prüfung geschickt. Und in einem aktuellen Papier haben Forscher mit Daten des Solar Dynamics Observatory zwei weitere Mechanismen entdeckt, um die Korona mit Magnetfeldern zu erhitzen.
Manchmal können sich die Magnetfelder um sich selbst wickeln und einen Tunnel bilden (unter dem coolen Science-Fiction-Namen vonDurchflussrohre). Diese Tunnel fungieren als Kanäle für noch mehr magnetische Energie in Form von Stößen und Wellen, die von Ort zu Ort wandern … wie von der Oberfläche zur Korona.
Manchmal können sich diese Felder sogar so stark verdrehen, dass sie buchstäblich wie ein überdehntes Gummiband brechen und all diese aufgestaute Energie in einem einzigen Blitz freisetzen, der als magnetisches Wiederverbindungsereignis bekannt ist.
Wenn diese Flussröhren und Wiederverbindungsereignisse oft genug auftreten und genügend Energie liefern, können sie die Korona mit mehr als genug Wärme versorgen, um sie aufrechtzuerhalten. Dies ist noch eine offene Frage, aber mit mehr Beobachtungen und harte Arbeit , haben wir vielleicht bald ein klares, detailliertes Bild des eigentümlichen Sonnenrätsels.
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