Elementkompositionen i solens heta atmosfär, känd som 'corona', är starkt kopplad till den 11-åriga solmagnetiska aktivitetscykeln, ett team av forskare från UCL, George Mason University och Naval Research Laboratory har avslöjat för första gången.

Studien, publicerad i Naturkommunikation och finansieras av NASA Hinode -programmet, visar att en ökning av magnetisk aktivitet går hand i hand med en ökning av vissa element, som järn, i solkoronan. Man tror att resultaten kan ha betydande konsekvenser för att förstå processen som leder till uppvärmning av solens korona.

"Grundkomposition är en viktig komponent i flödet av massa och energi till atmosfären i solen och andra stjärnor. Hur den kompositionen förändras, om det verkligen förändras, när materialet strömmar från solens yta till dess korona påverkar idéer vi har om uppvärmning och aktivitet i atmosfärer hos andra stjärnor, "säger Dr Deborah Baker (UCL Space &Climate Physics).

Genom sin 11-åriga cykel, solen rör sig från relativt tysta perioder vid minimalt med sol, till intensiv magnetisk aktivitet vid maximal sol, när ett stort antal solfläckar dyker upp och strålningen ökar.

"Tidigare, många astronomer trodde att grundkompositionen i en stjärnas atmosfär berodde på stjärnans egenskaper som inte förändras, såsom rotationshastigheten eller ytvikten. Våra resultat tyder på att det också kan vara kopplat till magnetisk aktivitet och uppvärmningsprocesser i själva atmosfären, och de förändras med tiden, åtminstone i solen, "sa studiens huvudförfattare, Dr David H. Brooks (George Mason University).

Solens yta, fotosfären, har en temperatur på cirka 6000 grader, men den yttre atmosfären, corona - bäst sett från jorden under totala solförmörkelser - är flera hundra gånger varmare. Hur koronan värms upp till miljontals grader är ett av de mest betydande olösta problemen inom astrofysik. Lösningen hjälper forskare att bättre förstå uppvärmningen av andra stjärnor.

"Varför solens korona är så het är ett långvarigt pussel. Det är som om en flamma skulle komma ur en isbit. Det är ingen mening! Solastronomer tror att nyckeln ligger i magnetfältet, men det finns fortfarande argument om detaljerna, "tillade Dr Brooks.

Forskargruppen analyserade observationer från Solar Dynamics Observatory vid en tid med låg aktivitet (solminimum) från och med 2010, och fram till 2014 när stora magnetiska aktiva regioner som korsade solskivan var vanliga.

En okänd mekanism transporterar företrädesvis vissa element, som järn, in i korona istället för andra, ger corona sin egen distinkta elementära signatur. Teamet tror att mekanismen som separerar elementen och levererar material till koronan också kan ha nära samband med energitransport, och att förstå det kan ge ledtrådar för att förklara hela koronala uppvärmningsprocessen.

"Våra observationer började 2010, nära det sista solminimum, och så har observationer av det globala koronala spektrumet för en fullständig solcykel inte varit möjliga. Det faktum att vi upptäckte denna variation av solen under en relativt liten tidsperiod framhäver verkligen vikten av att observera stjärnor under hela stjärncykler, vilket vi hoppas kunna göra i framtiden. För närvarande tenderar vi att bara ha ögonblicksbilder av stjärnor, men dessa saknar potentiellt några viktiga ledtrådar, "sa Dr Baker.

Även om det skulle kräva långsiktig planering, forskarna räknar med att observera hela stjärncykler skulle ge ny inblick i naturen i stjärnornas atmosfär och hur de värms upp till miljoner grader temperaturer.