Lingkaran koral, struktur elegan dan cerah yang menembus permukaan matahari dan masuk ke atmosfer matahari, adalah kunci untuk memahami mengapa korona begitu panas. Ya, itu Matahari, dan ya, panas, tetapi suasananya begitu terlalu panas. Teka-teki mengapa korona matahari lebih panas daripada foto di Matahari telah membuat fisikawan surya sibuk sejak pertengahan abad kedua puluh, tetapi dengan bantuan observatorium modern dan model teoretis yang maju, kita sekarang memiliki ide yang cukup bagus tentang apa yang menyebabkan ini. Jadi, apakah masalah terpecahkan? Tidak terlalu…
Jadi mengapa ahli fisika matahari begitu tertarik pada korona matahari? Untuk menjawab ini, saya akan mengambil kutipan dari artikel Space Magazine pertama saya:
…pengukuran partikel koronal memberi tahu kita bahwa atmosfer Matahari sebenarnya lebih panas daripada permukaan Matahari. Pemikiran tradisional akan menyarankan bahwa ini salah; semua jenis hukum fisik akan dilanggar. Udara di sekitar bola lampu tidak lebih panas dari bola lampu itu sendiri, panas dari suatu benda akan semakin jauh Anda mengukur suhu (jelas benar-benar). Jika Anda kedinginan, Anda tidak menjauh dari api, Anda lebih dekat dengan itu! - dari "Hinode Menemukan Kilauan Tersembunyi Sun", Space Magazine, 21 Desember 2007
Ini bukan hanya keingintahuan akademik. Cuaca luar angkasa berasal dari korona matahari bagian bawah; memahami mekanisme di balik pemanasan koronal memiliki implikasi luas untuk memprediksi energi matahari (dan merusak) suar dan meramalkan kondisi antarplanet.
Jadi, masalah pemanasan koronal adalah masalah yang menarik dan fisikawan matahari sedang mencari jawaban mengapa korona itu begitu panas. Loop koron magnetik adalah pusat dari fenomena ini; mereka berada di dasar atmosfer matahari dan mengalami pemanasan cepat dengan gradien suhu dari puluhan ribu Kelvin (di kromosfer) hingga puluhan juta Kelvin (di korona) dalam jarak yang sangat pendek. Gradien suhu bekerja melintasi daerah transisi tipis (TR), yang memiliki ketebalan yang bervariasi, tetapi ketebalannya hanya beberapa ratus kilometer.
Lingkaran plasma matahari panas yang cerah ini mungkin mudah dilihat, tetapi ada banyak perbedaan antara pengamatan teori korona dan teori koronal. Mekanisme yang bertanggung jawab untuk memanaskan loop telah terbukti sulit untuk dijabarkan, terutama ketika mencoba memahami dinamika "suhu menengah" (a.k.a. "warm") loop koronal dengan plasma yang dipanaskan hingga sekitar satu juta Kelvin. Kami semakin dekat untuk memecahkan teka-teki ini yang akan membantu prediksi cuaca luar angkasa dari Matahari ke Bumi, tetapi kita perlu mencari tahu mengapa teorinya tidak sama dengan apa yang kita lihat.
Fisikawan surya telah terpecah dalam topik ini selama beberapa waktu. Apakah plasma loop koron dipanaskan oleh peristiwa koneksi ulang magnetik intermiten di sepanjang loop koronal? Atau mereka dipanaskan oleh pemanas stabil lainnya yang sangat rendah di korona? Atau apakah keduanya sedikit?
Saya benar-benar menghabiskan empat tahun bergulat dengan masalah ini ketika bekerja dengan Solar Group di University of Wales, Aberystwyth, tetapi saya berada di sisi "pemanasan yang stabil". Ada beberapa kemungkinan ketika mempertimbangkan mekanisme di balik pemanasan koron yang mantap, bidang studi khusus saya adalah produksi gelombang dan interaksi partikel-gelombang (promosi mandiri tanpa malu-malu ... tesis 2006 saya: Quiescent Coronal Loops Dipanaskan Oleh Turbulensi, untuk berjaga-jaga jika Anda punya waktu luang, akhir pekan yang membosankan di depan Anda).
James Klimchuk dari Laboratorium Fisika Surya Pusat Penerbangan Ruang Angkasa Goddard di Greenbelt, Md., Mengambil pendapat berbeda dan memilih mekanisme pemanasan impulsif nanoflare, tetapi dia sangat menyadari bahwa faktor-faktor lain mungkin ikut berperan:
“Telah menjadi jelas dalam beberapa tahun terakhir bahwa pemanasan koronal adalah proses yang sangat dinamis, tetapi ketidakkonsistenan antara pengamatan dan model teoritis telah menjadi sumber utama mulas. Kami sekarang telah menemukan dua solusi yang mungkin untuk dilema ini: energi dilepaskan secara impulsif dengan campuran percepatan partikel dan pemanasan langsung, atau energi yang dilepaskan secara bertahap sangat dekat dengan permukaan matahari."- James Klimchuk
Nanoflares diperkirakan mempertahankan loop koron hangat di 1 juta Kelvin cukup stabil. Kita tahu loop adalah suhu ini karena memancarkan radiasi dalam panjang gelombang ultraviolet ekstrim (EUV), dan sejumlah observatorium telah dibangun atau dikirim ke ruang angkasa dengan instrumen yang sensitif terhadap panjang gelombang ini. Instrumen berbasis ruang angkasa seperti EUV Imaging Telescope (EIT; onboard the NASA / ESA) Observatorium Surya dan Heliosfer), NASA Wilayah Transisi dan Penjelajah Coronal (JEJAK), dan Jepang yang baru beroperasi Hinode Misi memiliki semua keberhasilan mereka, tetapi banyak terobosan lingkaran koronal terjadi setelah peluncuran JEJAK kembali pada tahun 1998. Nanoflares sangat sulit untuk diamati secara langsung karena mereka terjadi pada skala spasial yang sangat kecil, mereka tidak dapat diselesaikan dengan instrumentasi saat ini. Namun, kita sudah dekat, dan ada jejak bukti koronal yang menunjuk pada peristiwa-peristiwa energetik ini.
“Nanoflares dapat melepaskan energi mereka dengan berbagai cara, termasuk percepatan partikel, dan kita sekarang memahami bahwa campuran percepatan partikel dan pemanasan langsung adalah salah satu cara untuk menjelaskan pengamatan."- Klimchuk.
Perlahan tapi pasti, model teoretis dan pengamatan datang bersamaan, dan tampaknya setelah 60 tahun mencoba, fisikawan surya hampir memahami mekanisme pemanasan di belakang korona. Dengan melihat bagaimana nanoflares dan mekanisme pemanasan lainnya dapat mempengaruhi satu sama lain, sangat mungkin bahwa lebih dari satu mekanisme pemanasan koronal berperan ...
Ke samping: Karena ketertarikan, nanoflares akan terjadi pada ketinggian berapa pun di sepanjang lingkaran koronal. Meskipun mereka dapat dipanggil nanoflares, menurut standar Bumi, mereka adalah ledakan besar. Nanoflares melepaskan energi 1024-1026 erg (yaitu 1017-1019 Joule). Ini setara dengan sekitar 1.600 hingga 160.000 bom atom ukuran Hiroshima (dengan energi ledakan 15 kiloton), jadi tidak ada apa-apa nano tentang ledakan koronal ini! Tetapi pada perbandingan dengan sinar-X standar, Matahari menghasilkan dari waktu ke waktu dengan total energi 6 × 1025 Joule (lebih dari 100 miliar bom atom), Anda dapat melihat caranya nanosuar mendapatkan nama mereka ...
Sumber asli: NASA
