Universe Today har undersökt vikten av att studera nedslagskratrar, planetytor, exoplaneter och astrobiologi, och vad dessa discipliner kan lära både forskare och allmänheten om att hitta liv bortom jorden. Här kommer vi att diskutera det fascinerande området solfysik (även kallat heliofysik), inklusive varför forskare studerar det, fördelarna och utmaningarna med att studera det, vad det kan lära oss om att hitta liv bortom jorden och hur kommande studenter kan fortsätta studera solenergi. fysik. Så varför är det så viktigt att studera solfysik?
Prof Maria Kazachenko, som är solastrofysiker och biträdande professor vid avdelningen för astrofysik och planetvetenskap vid University of Colorado, Boulder, säger till Universe Today, "Solfysik studerar hur vår sol fungerar, och vår sol är en stjärna. Vi borde förstå hur vår hemstjärna fungerar av olika anledningar. För det första är stjärnorna i vårt universum Till och med vi är gjorda av stjärndamm. För det andra ger vår sol energi för livet och påverkar vårt liv här på jorden (rymdväder, digital säkerhet, astronauter Så för att vara säkra måste vi förstå vår stjärna. Slutligen är solen den enda stjärnan där vi kan få högkvalitativa kartor över magnetfält, som definierar stjärnaktivitet vår rymdsäkerhet och för att förstå universum."
Området solfysik dateras till 1300 f.Kr. Babylonien, där astronomer dokumenterade många solförmörkelser, och grekiska uppgifter visar att egyptierna blev mycket skickliga på att förutsäga solförmörkelser. Dessutom dokumenterade forntida kinesiska astronomer totalt 37 solförmörkelser mellan 720 f.Kr. och 480 f.Kr., tillsammans med att hålla register för att observera synliga solfläckar runt 800 f.Kr. solfläckar observerades första gången av flera internationella astronomer med teleskop 1610, inklusive Galileo Galilei, vars ritningar har bevarats till denna dag.
För närvarande utförs solfysikstudier av både mark- och rymdbaserade teleskop och observatorier, inklusive National Science Foundations (NSF) Daniel K. Inouye Solar Telescope beläget i Hawai'i och NASA:s Parker Solar Probe, med det senare inom 7.26 miljoner kilometer (4,51 miljoner miles) av solens yta i september 2023. Men med all denna historia och vetenskapliga instrument, vilka är några av fördelarna och utmaningarna med att studera solfysik?
Prof. Kazachenko säger till Universe Today att några av de vetenskapliga fördelarna med att studera solfysik inkluderar "rikliga observationer och många vetenskapliga problem att arbeta med; fördelar från tvärvetenskaplig forskning (stjärnfysik, exoplanetsamhällen)" med några av de vetenskapliga utmaningarna som härrör från behovet av att använda fjärranalys, vilket ibland resulterar i att data misstolkas.
När det gäller de professionella aspekterna, säger Prof. Kazachenko till Universe Today att några av fördelarna inkluderar "liten och vänlig gemenskap, ett stort antal forskningsproblem som förlitar sig på fantastiska nya observationer och komplexa simuleringar, förmåga att arbeta med olika typer av problem (instrumentering, rymdväder). drift, forskning)" med några av de professionella utmaningarna, inklusive att hitta fast anställning, vilket hon noterar är "som överallt inom vetenskapen".
Som nämnts involverar studiet av solfysik att undersöka rymdväder, vilket är när solvinden interagerar med jorden, specifikt med vårt magnetfält, vilket resulterar i de vackra norrsken som observeras på de höga nordliga och södra breddgraderna. Ibland är solvinden stark nog att orsaka förödelse på satelliter och till och med slå ut elnät över jordens yta.
Detta demonstrerades med Carrington-evenemanget den 1–2 september 1859, då bränder vid telegrafstationer rapporterades över hela världen, tillsammans med flera starka norrskensobservationer. Även om denna händelse inträffade med jordens magnetfält som till stor del avledde den inkommande solvinden, kunde livet på denna planet vara dömt utan att vårt magnetfält skyddade oss. Därför, vad kan solfysiken lära oss om att hitta liv bortom jorden?
Prof. Kazachenko säger till Universe Today, "Solen kan berätta för oss om stjärnaktivitet, inklusive flammor och koronala massutkastningar som kan vara avgörande för skapandet av liv på planeterna. Hur ofta är dessa flammor? Hur starka kan de vara? Varför är de vissa utbrott äruptiva (lämnar stjärnan) och andra instängda (behåller utbrott plasma på stjärnan) Varför observerar vi mestadels begränsade utbrott på andra stjärnor , stjärndynamo)."
Liksom de flesta vetenskapliga discipliner omfattar solfysik forskare från otaliga bakgrunder, inklusive de tidigare nämnda exoplanetsamhällena, men inkluderar även standardfysik, astrofysik, datavetenskap, plasmafysik och vätskedynamik, för att bara nämna några. Det är genom ständiga samarbeten och innovativa ansträngningar från dessa bakgrunder som forskare kan studera inte bara vår egen sol, utan solar i andra solsystem i hela kosmos. Därför, vilka råd kan Prof. Kazachenko ge kommande studenter som vill studera solfysik?
"Var modig, ambitiös och arbeta hårt", säger professor Kazachenko till Universe Today. "Prata med studenter och forskare som arbetar inom området och var inte rädda för att kontakta forskare du skulle vilja arbeta med. Arbeta med dina matematik- och kommunikationsförmåga."
Som nämnts är solförmörkelser en viktig aspekt av att studera solfysik, eftersom de har både observerats och dokumenterats i tusentals år av en myriad av civilisationer över hela världen. Förmörkelsernas heliga gral är totala solförmörkelser, vilket är när månen helt blockerar solen, vilket ger solfysiker en sällsynt möjlighet att observera och studera koronala massutkastningar, som Prof. Kazachenko nämner kan vara avgörande för skapandet av liv.
Den kommande totala solförmörkelsen som kommer att korsa USA om ett par månader kommer att ge forskarna ännu större möjligheter att studera solens många attribut, till och med fler än 2017 års totala solförmörkelse. För denna kommande solförmörkelse planerar prof. Kazachenko att leda en expedition "Eclipses en la Frontera" till Eagle Pass, TX, med National Solar Observatorys utbildnings- och offentliga uppsökande team.
Prof. Kazachenko säger till Universe Today, "Vi hade en sådan underbar tid under den ringformiga solförmörkelsen (i oktober 2023), så nu kommer vi tillbaka för helheten."
Prof. Kazachenko fortsätter, "Solförmörkelsen den 8 april 2024 är runt hörnet. Det är en livsförändrande upplevelse. Inte för att jag är en solfysiker, utan för att den får dig att känna att du är en del av universum. Det bästa stället att se det i USA kommer att vara i Texas (t.ex. San Antonio, Austin eller Dallas), eftersom det kan vara molnigt i resten av förmörkelsevägen."
Tillhandahålls av Universe Today
