Lökéshullámok a Napon

A Nap pontos működésének teljes megértése a modern csillagászat egyik legnagyobb problémája. Központi csillagunk, közelsége miatt, az egyik legfontosabb laboratórium a fizikusok számára, az űrben található plazmában lejátszódó folyamatok megismeréséhez, ezen kívül a többi csillag leírásának és modellezésének is a Nap lehet a kulcsa.

Lökéshullámok a Napon

Csillagunk részletes tanulmányozása során több, rendkívül bonyolult kérdéssel szembesültek a napkutatók: a napszél gyorsulását kiváltó ok, a Nap ciklikus viselkedését befolyásoló dinamó-mechanizmus tulajdonságai, illetve a Nap koronájának nagymértékű felfűtődésének körülményei. A pontosabb megfigyelésekhez több napműholdat is fellőttek, mint a NASA és ESA által közösen fejlesztett SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), illetve a japán Hinode. Ez a két műhold új távlatokat nyitott meg a napkutatásban, ugyanis a fedélzetükön szállított speciális műszerek a korábbiaknál jóval nagyobb tér- és időbeli felbontást tesznek lehetővé. Így újabb, a Földről korábban nem látható jelenséget is meg tudtak figyelni.

A napkutatásban magyar kutatók is az élvonalban járnak. Közéjük tartozik Erdélyi Róbert professzor, aki a Sheffield-i egyetem Napfizikai Kutatóintézetében (Solar Physics and Space Plasma Research Center- SP2RC) dolgozik. Munkatársaival megoldást keresnek a napkorona felfűtődésének problémájára, melynek komoly gyakorlati haszna is van: a koronában lévő plazmát leíró egyenletek megegyeznek a speciális fúziós erőművekben található plazma egyenleteivel, így a Földön is előállíthatóvá válna a Nap magjában végbemenő fúziós folyamat, mely megoldaná az emberiség energetikai problémáit.

A napműholdak különböző hullámhossztartományon végrehajtott méréseiből a csillagászok megállapították, hogy a Nap légkörében található egy olyan tartomány, ahol a hőmérséklet ~10'000 K-ről ~1'000'000 K-re ugrik fel. Ezt a tartomány átmeneti rétegnek (Transition Region - TR) nevezték el. A fűtési mechanizmus leírása még mindig kutatások témája.

A Nap felszínétől kiindulva a Nap alsó légkörében már korábban is megfigyeltek egy jet-szerű jelenséget, melyet a Nap globális p-módusú (nyomás alapú) oszcillációja vált ki. Ezeknek a neve szpikula, melyek átlagosan 4-10 perces élettartammal rendelkeznek. Ezek a szpikulák olyan elektromágneses hullámokat gerjesztenek, melyek a Napból kifelé haladva keresztezik az átmeneti réteget. Itt a hőmérséklet megugrása miatt a hullám számára "falat épít" az átmeneti réteg, melyben így egy lökéshullám indul meg. A napműholdak képein sikerült egy ilyen lökéshullámot megfigyelnie Erdélyi professzornak és csapatának. A jelenségnek az átmeneti réteg rengés (Transition Range Quake - TRQ) nevet adták. A TRQ-k további megfigyelései pontosabb képet adhatnak arról, hogy ezek a hullámok hogy is fűtik fel az átmeneti réteget.

Lökéshullámok a Napon

Különböző műszerek több hullámhosszon elkészített felvételei ugyanarról a területről (a műszerek lentről felfelé: SOHO-MDI doppler-felvételei földfelszíni GONG magnetogram adatokkal; földfelszíni Optikai Naptávcső (Solar Optical Telescope - SOT) G sávú felvétele; Hinode-EIS He II vonalas felvétele; Röntgen Űrtávcső (X-Ray Telescope - XRT) Ti filteres felvétele). Az egymás fölé helyezett képeken jól kivehető a felfelé tartó hullám, míg az EIS felvételeken megfigyelhető a szétterjedő TRQ. [Scullion et al., 2011 (3. ábra)]

Forrás: E. Scullion et al., 2011, The Astrophysical Journal, 743, 14

2013. szeptember