Eddig soha nem látott szögből vizsgálta a Nap plazmakilövelléseit

Eddig soha nem látott szögből vizsgálta a Nap plazmakilövelléseit egy nemzetközi kutatócsoport magyar részvétellel. Az úttörőnek számító távcsöves megfigyelés során a kutatók arra keresték a választ, hogy mi okozza a Nap koronájához köthető hőmérsékletemelkedést.

„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” – idézik az ELTE közleményében Erdélyi Róbertet, az ELTE kutatóprofesszorát, a Sheffieldi Egyetem Napfizika és Űrplazma Kutatóközpont (Solar Physics and Space Plasma Research Centre) vezetőjét, aki a nemzetközi kutatócsoport tagjaként vett részt a megfigyelésben.

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, a Nap légkörének külső részében, már a több millió fokot is elérheti.

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.

„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” – olvasható a keddi közleményben.

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.

A nemzetközi kutatócsoport tagjai egy nagy felbontású és érzékenységű távcsővel, a Big Bear Observatory (BBSO) 1,6 méteres Goode Solar Telescope (GST) távcsövével figyelték meg a P. Angelo Secchi által felfedezett szpikulákat.

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 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.

A beszámoló szerint 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” – olvasható az összegzésben.

Az ELTE csillagásza beszámolt arról is, hogy hamarosan az eddigieknél is nagyobb felbontásra képes óriástávcsövekkel dolgozhatnak: jövőre elérhető lesz a Daniel K. Inouye Naptávcső (DKIST), és reményeik szerint a közeljövőben használatba vehetik az Európai Naptávcsövet is. A Magyar Napfizikai Alapítvány kezelésében álló Gyulai Bay Zoltán Napfizikai Obszervatórium kutatási célra készülő távcsöve is rengeteg új megfigyeléshez segíti majd hozzá a kutatócsoportot.

Mint írják, ezek a legfejlettebb technológiára épülő műszerek segíthetnek jobban megérteni például azt is, milyen kapcsolat van a szpikulák és az űridőjárás között. Az utóbbi kutatási terület az Euróai Unió Horizont keretprogramjának stratégiailag kiemelt kutatási területe, melynek, a közlemény szerint „erős hazai vonzata is van, amennyiben Magyarország újra embert küld a világűrbe”. A biztonságos űrutazás egyik alapfeltétele ugyanis az űridőjárás folyamatainak precíz ismerete.

Erdélyi Róbert 2004-ben írt a kérdésről tanulmányt, mely a Nature címlapjára került, 2019 nyarán pedig az általa vezetett kutatócsoporttal 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 Nature Communications-ben – írják az ELTE közleményében.