Som de flesta solljudsraketer, den andra flygningen av FOXSI-instrumentet - förkortning för Focusing Optics X-ray Solar Imager - varade i 15 minuter, med bara sex minuters datainsamling. Men på den korta tiden, det banbrytande instrumentet hittade de bästa bevisen hittills på ett fenomen som forskare har letat efter i åratal:signaturer av små solflammor som kan hjälpa till att förklara den mystiska extrema uppvärmningen av solens yttre atmosfär.

FOXSI upptäckte en typ av ljus som kallas hårda röntgenstrålar - vars våglängder är mycket kortare än vad människor kan se - vilket är en signatur för extremt varmt solmaterial, runt 18 miljoner grader Fahrenheit. Dessa typer av temperaturer produceras vanligtvis i solflammor, kraftfulla utbrott av energi. Men i det här fallet, det fanns ingen observerbar solflamma, vilket betyder att det varma materialet med största sannolikhet producerades av en serie solflammor så små att de inte gick att upptäcka från jorden:nanoflares. Resultaten publicerades 9 oktober, 2017, i Natur astronomi .

"Nyckeln till detta resultat är känsligheten i hårda röntgenmätningar, " sa Shin-nosuke Ishikawa, en solfysiker vid Japan Aerospace Exploration Agency, eller JAXA, och huvudförfattare på studien. "Tidigare hårdröntgeninstrument kunde inte upptäcka tysta aktiva områden, och kombinationen av ny teknik gör det möjligt för oss att undersöka tysta aktiva regioner med hårda röntgenstrålar för första gången."

Dessa observationer är ett steg mot att förstå problemet med koronal uppvärmning, vilket är hur forskare refererar till de extraordinärt - och oväntat - höga temperaturerna i solens yttre atmosfär, koronan. Koronan är hundratals till tusentals gånger varmare än solens synliga yta, fotosfären. Eftersom solen producerar värme i sin kärna, detta strider mot vad man från början skulle förvänta sig:normalt skiktet närmast en värmekälla, solens yta, I detta fall, skulle ha en högre temperatur än den mer avlägsna atmosfären.

"Om du har en spis och du tar handen längre bort, du förväntar dig inte att känna dig varmare än när du var nära, sa Lindsay Glesener, projektledare för FOXSI-2 vid University of Minnesota och en författare på studien.

Orsaken till dessa kontraintuitivt höga temperaturer är en enastående fråga inom solfysik. En möjlig lösning på problemet med koronal uppvärmning är det ständiga utbrottet av små solflammor i solatmosfären, så små att de inte kan upptäckas direkt. Sammantaget, dessa nanoflares skulle kunna producera tillräckligt med värme för att höja temperaturen på koronan till de miljontals grader som vi observerar.

En av konsekvenserna av nanoflares skulle vara fickor av överhettad plasma. Plasma vid dessa temperaturer avger ljus i hårda röntgenstrålar, som är notoriskt svåra att upptäcka. Till exempel, NASA:s RHESSI-satellit - förkortning för Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager - lanserades 2002, använder en indirekt teknik för att mäta hårda röntgenstrålar, begränsar hur exakt vi kan fastställa platsen för överhettad plasma. Men med den banbrytande optiken som är tillgänglig nu, FOXSI kunde använda en teknik som kallas direktfokusering som kan hålla reda på var den hårda röntgenstrålningen kommer från solen.

"Det är verkligen ett helt transformativt sätt att göra den här typen av mätningar, ", sa Glesener. "Även bara på ett klingande raketexperiment och tittade på solen i ungefär sex minuter, vi hade mycket bättre känslighet än en rymdfarkost med indirekt avbildning."

FOXSI:s mätningar - tillsammans med ytterligare röntgendata från JAXA och NASA Hinode solobservatorium - gör det möjligt för teamet att med säkerhet säga att de hårda röntgenstrålarna kom från en specifik region på solen som inte hade några detekterbara större solflammor, lämnar nanoflares som den enda troliga anstiftaren.

"Detta är ett bevis på existens för den här typen av händelser, sa Steve Christe, projektforskaren för FOXSI vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och en författare om studien. "Det finns i princip inget annat sätt för dessa röntgenstrålar att produceras, förutom genom plasma vid omkring 10 miljoner grader Celsius [18 miljoner grader Fahrenheit]. Detta pekar på att dessa små energiutsläpp sker hela tiden, och om de finns, de borde bidra till koronal uppvärmning."

Det finns fortfarande frågor att besvara, som:Hur mycket värme släpper nanoflares faktiskt ut i korona?

"Denna speciella observation berättar inte exakt hur mycket den bidrar till koronal uppvärmning, " sa Christe. "För att helt lösa problemet med koronal uppvärmning, de skulle behöva hända överallt, även utanför regionen som observeras här."

I hopp om att bygga upp en mer komplett bild av nanoflares och deras bidrag till koronal uppvärmning, Glesener leder ett team för att lansera en tredje iteration av FOXSI-instrumentet på en klingande raket sommaren 2018. Denna version av FOXSI kommer att använda ny hårdvara för att eliminera mycket av bakgrundsljudet som instrumentet ser, möjliggör ännu mer exakta mätningar.

Ett team ledd av Christe valdes också ut för att genomföra en konceptstudie för att utveckla FOXSI-instrumentet för en möjlig rymdfärd som en del av NASAs Small Explorers-program.