Februar 29, 2024

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Fesselnde Nahaufnahmen zeigen erstaunliche Details, die im grellen Sonnenlicht verborgen sind: ScienceAlert

Fesselnde Nahaufnahmen zeigen erstaunliche Details, die im grellen Sonnenlicht verborgen sind: ScienceAlert

Das größte und leistungsstärkste Sonnenteleskop der Erde hat uns atemberaubende neue Einblicke in die Sonnenoberfläche ermöglicht.

In einer Reihe neuer Bilder enthüllen Beobachtungen des Daniel K. Inouye Solar Telescope die komplexen Details von Sonnenfleckenregionen, Konvektionszellen und Plasmabewegungen in der Sonnenatmosphäre bis zu einer Auflösung von etwa 20 Kilometern (etwa 12 Meilen).

In diesen Maßstäben sehen die Plasmastrukturen wie Pinselstriche und Texturen auf einem Gemälde aus. Was die Entfernungen betrifft, so ist eine einzelne Solar-Wägezelle im Durchschnitt etwas kleiner als der US-Bundesstaat Texas.

Diese neuen Bilder von Inouye sollen Ihnen jedoch nicht nur das Gefühl geben, unbedeutend und unbedeutend zu sein, sie sind auch eine Vorschau auf die kommende Wissenschaft, bei der Forscher die Sonnenoberfläche bis ins kleinste Detail analysieren, um die dort ablaufenden Prozesse zu verstehen.

Auf einer Fläche von etwa 30.000 km Durchmesser zeigt er einen wohlgeformten Sonnenfleck: Schatten, Doldenspitzen und Halbfäden sind alle deutlich sichtbar. (NSF/AURA/NSO)

Sonnenflecken sind oft größer als unser gesamter Planet und in der Regel kurzlebige Defekte, bei denen Magnetfelder ungewöhnlich stark sind und aufgrund ihrer relativ niedrigen Temperaturen dunkler erscheinen als ihre Umgebung. Sie werden auch mit den heftigsten Ausbrüchen unserer Sonne in Verbindung gebracht: Wenn sich Magnetfeldlinien verflechten, brechen und wieder verbinden, setzen sie unglaubliche Energiestöße in Form von koronalen Massenauswürfen und Eruptionen frei.

Die Sonnenfleckenaktivität ist nicht konstant. Es ist mit Zyklen von etwa 11-jähriger Dauer verbunden, in denen die Sonnenflecken- und Flare-Aktivität beim Sonnenmaximum ihren Höhepunkt erreicht und während des Sonnenminimums auf nahezu Null abnimmt. Beim Sonnenmaximum tauschen die Pole der Sonne ihre Plätze; Wir sind derzeit auf dem Weg zum solaren Maximum Es wird voraussichtlich im Jahr 2025 stattfindenDanach wird die Sonnenaktivität wieder abnehmen.

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Ein weiterer Sonnenfleck, der das Lichtbrückenphänomen zeigt. (NSF/AURA/NSO)

Es ist nicht bekannt, was diese Sonnenzyklen antreibt, oder Was erzeugt Sonnenflecken?. Aber diese Informationen sind für uns hier auf der Erde sehr relevant, da koronale Massenauswürfe, die oft mit Sonnenflecken einhergehen, riesige Wolken geladener Teilchen auslösen können, die in das Erdmagnetfeld krachen und Risiken eingehen Die Anzahl der Ausfälle zu unserem technologiegetriebenen Lebensstil.

Die neuen Inouye-Bilder zeigen viele der zarten Strukturen, die mit Sonnenflecken verbunden sind.

Es gibt zum Beispiel Dunkelheit (das sind die dunklen Flecken in der Mitte). Helle Punkte im Schatten werden als Überdachungspunkte bezeichnet. Der Halbschatten ist der hellere Bereich um den Schatten. Dies ist durch glänzende Filamente gekennzeichnet, die als Penumbralfilamente bezeichnet werden.

Sonnenfleckenartige Poren auf der Sonnenoberfläche mit fadenförmigen Fasern in der darüber liegenden Atmosphäre. (NSF/AURA/NSO)

Gelegentlich ist ein sonnenfleckenartiger Bereich eines fokussierten Magnetfelds mit einem Blätterdach, aber ohne umlaufenden Schatten zu erkennen. Diese werden als Solarporen bezeichnet; Sie entstehen, wenn die Bedingungen für die Schattenbildung nicht erfüllt sind.

Und wenn Sonnenflecken beginnen, sich aufzulösen und zu verschwinden, können Lichtbrücken sie überqueren. Bei weiterem Zerfall verlieren Sonnenflecken ihren Schatten. Es kommt sehr selten vor, dass ein Verlustvorgang erfasst wird.

Wenn die Sonne ruhig ist, kann sie auf Bildern, die im sichtbaren Teil des Spektrums aufgenommen werden, völlig konturlos aussehen.

Doch auch die stille Sonne hat einiges zu bieten. Die unten gezeigten Wärmezellen verleihen der Sonnenoberfläche oder Photosphäre ihre „Popcorn“-Textur. Das heiße Plasma steigt im Inneren der Zelle auf, wandert dann nach außen zur Peripherie und fällt beim Abkühlen wieder nach unten. Konvektionszellen oder Körnchen sind mit einem Durchmesser von bis zu 1.600 Kilometern atemberaubend groß.

Das popcornartige Aussehen von Konvektionskörnern auf der Heliosphäre. Das Bild zeigt ein etwa 30.000 km breites Gebiet. (NSF/AURA/NSO)

Oberhalb der Photosphäre befindet sich die Sonnenatmosphäre oder Chromosphäre. Sie werden manchmal von dünnen, dunklen, pinselstrichartigen Plasmafilamenten bewohnt, die als Fibrillen oder Spicules bekannt sind. Sie sehen aus wie Haare, aber die Durchmesser der Fasern liegen normalerweise im entsprechenden Bereich 200 und 450 Kilometer (125 bis 280 Meilen). Es explodiert aus der Photosphäre und dauert einige Minuten. Wissenschaftler wissen nicht, wie Fasern entstehen, aber es gibt sicherlich viele davon, und das sind sie auch Sehr zuverlässige Indikatoren Richtungen Das solare Magnetfeld ist chaotisch.

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Wissenschaftler hoffen, dass die Daten von Inouye dazu beitragen werden, einige der verbleibenden Geheimnisse dieser bemerkenswerten Sonnenphänomene zu lüften. Dies wiederum kann helfen, größere Phänomene zu verstehen; Die innere Dynamik der Sonne zum Beispiel und was Sonnenzyklen antreibt.

Haarartige Sonnenfasern in der Sonnenchromosphäre. (NSF/AURA/NSO)

Das Teleskop liefert bereits Ergebnisse. Anfang des Jahres beschrieben Wissenschaftler die ersten Beobachtungen von Sonnenatmosphärische Wellen in einem Sonnenfleck.

„Es gibt keine andere Einrichtung wie das Inouye Solar Telescope“, sagte der Astronom Thomas Rimmele, Direktor des Inouye Solar Telescope. Er sagte letztes Jahr. „Es ist jetzt ein Eckpfeiler unserer Mission, unser Wissen über die Sonne zu erweitern, indem wir der Forschungsgemeinschaft bahnbrechende Beobachtungsmöglichkeiten bieten. Es ist ein Wendepunkt.“

Sie können die neuen Bilder in voller Auflösung ansehen und herunterladen Auf der Website der National Science Foundation.