Simulering av vridna magnetfältslinjer som dyker upp genom fotosfären, solens synliga yta. Kredit:MacTaggart et al.
En ny metod för att analysera utvecklingen av magnetiska tovor på solen har lett till ett genombrott i en långvarig debatt om hur solenergi injiceras i solatmosfären innan den släpps ut i rymden, orsakar rymdväderhändelser. Det första direkta beviset på att fältlinjer blir knutna innan de dyker upp vid solens synliga yta har konsekvenser för vår förmåga att förutsäga beteendet hos aktiva regioner och naturen hos solens inre. Dr. Christopher Prior vid institutionen för matematiska vetenskaper, Durham University, kommer att presentera arbetet idag på det virtuella nationella astronomimötet (NAM 2021).
Forskare är generellt överens om att solaktiviteten orsakas av instabilitet i gigantiska vridningar av magnetiska rep som trär den synliga ytan av solen, känd som fotosfären. Dock, det har pågått en debatt om hur dessa härvor bildas. De två dominerande teorierna har antingen föreslagit att spolar av fältlinjer kommer fram genom fotosfären från konvektionszonen nedan, eller att foten av välvda fältlinjer sveper sig runt varandra på själva ytan och skapar flätor. Båda mekanismerna skulle teoretiskt kunna ge effekter som solfläcksrotation och dramatiska solutbrott men, hittills, inga direkta observationsbevis hade definitivt stödjat något av scenariot.
Prior och kollegor från University of Glasgow och INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania i Italien kom fram till ett nytt direkt mått på det magnetiska fältets intrassling genom att spåra fältlinjernas rotation vid de punkter där de skär fotosfären. Denna "magnetiska lindning" bör visa sig på olika sätt för var och en av de två teorierna. Således, att applicera magnetisk lindning på observationer av fotosfären och undersöka de resulterande mönstren skulle kunna göra det möjligt att nå ett definitivt svar för vilken teori som var korrekt.
Bilden till vänster visar en serie magnetslingor på solen, som fångats av NASA:s Solar Dynamics Observatory. Bilden till höger har bearbetats för att markera kanterna på varje slinga och göra strukturen tydligare. Kredit:NASA:s Goddard Space Flight Center/SDO.
Forskarna studerade den magnetiska lindningen för 10 aktiva områden på solen i observationer av soluppdrag. I alla fall, resultaten matchade uppkomstteorin om förtvinnade magnetfältslinjer som stiger upp från konvektionszonen.
Före förklarar, "Mönstret för förtvinnade fältlinjer matchade exakt de observationsdata vi övervägde från början, och detta har sedan visat sig vara sant för alla datauppsättningar av aktiva regioner vi har tittat på hittills. Vi räknar med att magnetisk lindning kommer att bli en basmängd i tolkningen av magnetfältets struktur från observationsdata."
