Få skulle bli förvånade över att få veta att solen är mycket, väldigt het. På dess yta, temperaturen är flera tusen grader Celsius.

Men du kanske tror att som en eld, temperaturen sjunker när du rör dig bort från ytan. Faktiskt, långt ut i solens korona (den yttersta delen av dess atmosfär) stiger temperaturen snabbt – till flera miljoner grader. Anledningen är ett mysterium, men nu tror vissa forskare att de är på väg att ta reda på det.

Dr Sven Wedemeyer från Universitetet i Oslo i Norge är en sådan vetenskapsman. Han arbetar med ett projekt som heter SolarALMA, finansierat av EU:s Europeiska forskningsråd (ERC) för att analysera banbrytande data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ett vidsträckt radioobservatorium i norra Chiles Atacamaöknen.

Nu för tiden, det finns många teoretiska idéer för hur så mycket värme hamnar i corona. Vissa forskare tror att värmen transporteras dit av akustiska vågor, medan andra tror att värmen genereras av att magnetfältslinjer knäpps - ett fenomen som liknar det bakom solflammor.

Men ingen vet om bara en av dessa idéer är ansvarig, eller om de alla är inblandade i varierande mängd.

"I dag, frågan är inte hur värmen kommer dit, men hur exakt?" förklarade Dr. Wedemeyer. "Vilken mekanism bidrar mest till avsättningen av energi?"

Regnbågslök

Består av 66 radioantenner utspridda över upp till 16 kilometer, ALMA kan studera solens olika våglängder – liknande de olika färgerna i synligt ljus – av värmestrålning med oöverträffad upplösning. I princip, var och en av dessa färger ger en inblick i solens struktur på olika djup, som att skala bort lagren av en lök.

Dr. Wedemeyers jobb är att ta fram beräkningsverktygen för att omvandla ALMAs rådata till den här typen av 3D-temperaturkarta. Liknande verktyg har utvecklats tidigare, för studier av nebulosor och andra astrofysiska enheter, men de har bara behövt spåra förändringar under långa tidsperioder.

För ett föremål som solen, som förändras minut för minut, uppgiften att utveckla verktygen är mycket svårare. Men Dr Wedemeyer påpekar att utmaningen ger en större belöning, eftersom han och hans kollegor kommer att kunna generera inte bara solbilder, men solfilmer.

Från data som samlades in i december 2016 och april förra året, forskarna använder sina verktyg för att skapa sina första bilder och filmer av fibrösa värmestrukturer som förändras i solens yttre atmosfär.

"Det är svårt att säga exakt när vi kommer att få ett genombrott, men det kommer, " sade Dr Wedemeyer. "Detta är det bästa skott vi har haft."

Fortfarande, ALMA är inte det enda fönstret till mysteriet om koronal uppvärmning. Kretsande rymdfarkoster som NASA:s Solar Dynamics Observatory och STEREO har också potential att fördjupa sig i strukturen av solens yttre lager, om än genom att sondera olika våglängder.

Förlorat i översättningen

Utmaningen med dessa observationer är att de inte lätt kan jämföras med beräkningsmodeller av solen. Till exempel, en observation kan registrera strålningsintensiteten, medan en beräkningsmodell kan fungera i termer av temperatur och densitet.

Professor Ineke De Moortel vid University of St Andrews i Storbritannien leder ett ERC-finansierat projekt som heter CORONALDOLLS för att översätta mellan dessa parametrar. Hennes mål är att avslöja unika signaturer inom de beräkningsmodeller som, om det bekräftas i observationsdata, skulle ge bevis för en viss uppvärmningsmekanism.

"Om vi ​​hittar observerbara egenskaper, vi kan gå och leta efter dem, " sa hon. "Om inte, och det visar sig att olika uppvärmningsmekanismer faktiskt skulle se likadana ut i observationerna, då vet vi att vi måste utveckla ett annat tillvägagångssätt."

Att hitta en tydlig signatur för en värmemekanism är inte lätt, men prof. De Moortel hämtar inspiration från ett mer terrestriskt klingande område – seismologi. Precis som seismiska vågor från jordbävningar kan hjälpa oss att förstå jordens inre lager, hon förklarar, så vågor som observeras i solens atmosfär kan ge information om dess struktur.

Bara två år in i sitt projekt, Prof. De Moortel har ännu inga konkreta svar. Men hennes förhoppningar är höga.

"Det är som ett stort pussel, " sa hon. "Vi fortsätter att lägga till små bitar hela tiden."