Pernahkah Anda melihat angin musim panas berhembus melintasi ladang gandum yang semakin matang? Jika demikian, Anda terbiasa dengan efek riak. Efek cascading ini disebut gelombang Alfven.
Berkat Solar Dynamics Observatory (SDO) NASA, kami sekarang dapat melihat efek gelombang Alfven, melacak gerakan mereka dan melihat berapa banyak energi yang dibawa. Temuan baru ini telah mencerahkan para peneliti surya dan mungkin menjadi kunci bagi dua kejadian matahari misterius lainnya - pemanasan intens korona menjadi sekitar 20 kali lebih panas daripada permukaan Matahari dan angin matahari yang meledak hingga 1,5 juta mil per jam.
"SDO memiliki resolusi luar biasa sehingga Anda benar-benar dapat melihat gelombang individu," kata Scott McIntosh di Pusat Penelitian Atmosfer Nasional di Boulder, Colorado. "Sekarang kita dapat melihat bahwa alih-alih gelombang ini memiliki sekitar 1000 energi yang dibutuhkan seperti yang kita pikirkan sebelumnya, memiliki setara dengan sekitar 1100W bola lampu untuk setiap 11 kaki persegi permukaan Matahari, yang cukup untuk memanaskan atmosfer matahari dan menggerakkan angin matahari. "
Seperti yang ditunjukkan McIntosh dalam bukunya 28 Juli Alam artikel, gelombang Alfvén cukup sederhana. Gerakan mereka berombak-ombak di atas dan ke bawah garis medan magnet yang mirip dengan cara getaran berjalan di sepanjang senar gitar. Bidang plasma yang menyelimuti Matahari bergerak selaras dengan garis-garis medan. SDO dapat "melihat" dan melacak gerakan ini. Meskipun skenarionya jauh lebih kompleks, memahami gelombang adalah kunci untuk memahami sifat koneksi Matahari-Bumi dan pertanyaan-pertanyaan yang kurang jelas lainnya seperti apa yang menyebabkan pemanasan koronal dan kecepatan angin matahari.
"Kami tahu ada mekanisme yang memasok cadangan energi yang sangat besar di permukaan matahari," kata ilmuwan ruang angkasa Vladimir Airapetian di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Md. "Energi ini dipompa ke energi medan magnet, terbawa ke matahari." atmosfer dan kemudian dilepaskan sebagai panas. " Namun menentukan rincian mekanisme ini telah lama diperdebatkan. Airapetian menunjukkan bahwa penelitian seperti ini mengkonfirmasi gelombang Alfven mungkin menjadi bagian dari proses itu, tetapi bahkan dengan SDO kami belum memiliki resolusi pencitraan untuk membuktikannya secara definitif.
Hannes Alfven pertama kali berteori tentang gelombang pada tahun 1942, tetapi baru pada tahun 2007 mereka benar-benar diamati. Ini membuktikan bahwa mereka dapat membawa energi dari permukaan Matahari ke atmosfer, tetapi energinya terlalu lemah untuk memperhitungkan panas tinggi korona. Studi ini mengatakan bahwa angka-angka asli mungkin telah diremehkan. McIntosh, bekerja sama dengan tim dari Lockheed Martin, Universitas Oslo di Norwegia, dan Universitas Katolik Belgia Leuven, menganalisis osilasi besar dalam film-film dari instrumen SDO Atmospheric Imagine Assembly (AIA) yang direkam pada 25 April 2010. “Nama kode kami untuk penelitian ini adalah 'The Wiggles,' ”kata McIntosh. "Karena film-filmnya benar-benar terlihat seperti Matahari terbuat dari Jell-O yang bergerak-gerak di mana-mana. Jelas, goyangan ini membawa energi. "
"Goyangan" - yang dikenal sebagai spikula - kemudian dimodelkan melawan gelombang Alfven dan ditemukan sebagai pasangan yang baik. Setelah ditunjukkan dengan tepat, tim kemudian dapat menganalisis bentuk, kecepatan, dan energi gelombang. “Kurva sinusoidal menyimpang ke luar dengan kecepatan lebih dari 30 mil per detik dan diulang setiap 150 hingga 550 detik. Kecepatan ini berarti ombak akan cukup energik untuk mempercepat angin matahari yang cepat dan memanaskan korona yang sunyi. ” kata tim. “Singkatnya pengulangan - dikenal sebagai periode gelombang - juga penting. Semakin pendek periode, semakin mudah bagi gelombang untuk melepaskan energinya ke atmosfer koronal, langkah penting dalam proses. "
Menurut data awal, spikula melompat ke suhu koronal setidaknya 1,8 juta derajat Fahrenheit. Pasangan gelombang Alfvén dan panas mungkin hanya diperlukan untuk menjaga korona pada suhu saat ini ... tetapi tidak cukup untuk menyebabkan semburan radiasi. "Mengetahui ada cukup energi di gelombang hanya setengah dari masalahnya," kata Airapetian Goddard. “Pertanyaan selanjutnya adalah mencari tahu fraksi apa dari energi yang diubah menjadi panas. Mungkin semuanya, atau bisa 20 persen dari itu - jadi kita perlu tahu detail dari konversi itu. "
Lebih banyak belajar? Anda betcha'. Dan tim SDO melakukan tugasnya.
"Kami masih belum sepenuhnya memahami proses yang terjadi, tetapi kami mendapatkan pengamatan yang lebih baik dan lebih baik," kata McIntosh. "Langkah selanjutnya adalah orang-orang meningkatkan teori dan model untuk benar-benar menangkap esensi fisika yang sedang terjadi."
Sumber Cerita Asli: NASA SDO News.
