Teplota Slunce, která v jeho jádře dosahuje přibližně 15 milionů stupňů Celsia, se vzdáleností od jádra postupně klesá a na jeho „povrchu“ klesá až na 6000 °C. Logicky by tedy měla v atmosféře dále klesat. Místo toho v chromosféře stoupá na přibližně 10 000 °C a v koróně přesahuje milion stupňů Celsia. Jaký zdroj energie tedy může atmosféru ohřívat a udržovat ji na tak vysoké teplotě? Přibližně sto let si tato otázka lámala hlavu astrofyziků, a to tím spíše, že se týkala původu slunečního větru, který působí na Zemi.
Ačkoli nebylo pochyb o tom, že část energie z nitra Slunce se dostává do jeho vnějších vrstev, přesný mechanismus zůstával záhadou. Vědci se zaměřili na magnetické pole v malém měřítku, které má s výjimkou slunečních skvrn vzhled „soli a pepře“.
Pomocí výkonných numerických modelů provozovaných na počítačích v Centre de Physique Théorique (CNRS/École Polytechnique) a GENCI na IDRIS-CNRS prováděl tým několik hodin simulaci založenou na modelu složeném z několika vrstev, jedné uvnitř Slunce a ostatních v jeho atmosféře. Výzkumníci pozorovali, že tenká vrstva pod povrchem Slunce se ve skutečnosti chová spíše jako mělká pánev obsahující vroucí plazmu, která se ohřívá zespodu a vytváří „bubliny“ spojené se zrníčky. Tato vroucí plazmová polévka vytváří dynamo proces, který zesiluje a udržuje magnetické pole. Když pole vystupuje z povrchu, získává slaný a peprný vzhled a vytváří koncentrace nazvané „mezosféry“, které jsou větší, méně početné a trvalejší, což vše odpovídá pozorováním.
Vědci také zjistili, že kolem slunečních mezosfér se objevuje struktura připomínající mangrovový les: spletité „chromosférické kořeny“ se noří do prostor mezi granulemi a obklopují „magnetické kmeny“, které stoupají směrem ke koróně a jsou spojeny s magnetickým polem většího rozsahu.
Výpočty vědců ukazují, že v chromosféře je ohřev atmosféry důsledkem mnohonásobných mikroerupcí v kořenech mangrovníků, které nesou intenzivní elektrický proud, v tempu s ‚bublinami‘ z vroucího plazmatu. Zjistili také, že v okolí mezosfér dochází k větším, ale méně početným erupcím, i když ty nejsou schopny ohřát horní korónu ve větším měřítku.
Tento erupční proces generuje ‚magnetické‘ vlny podél kmenů stromů, spíše jako zvuk šířící se podél utržené struny. Tyto vlny pak přenášejí energii do horní koróny, která se jejich postupným rozptylem ohřívá. Výpočty vědců také ukazují, že jak vyvržená hmota padá zpět k povrchu, vytváří tornáda, která byla skutečně pozorována. Vznikají také tenké plazmové proudy v blízkosti kmenů stromů, které jsou spojeny s nedávno objevenými spikulemi. Všechny tyto jevy, které byly jednotlivě zjištěny, ale nebyly vysvětleny, tvoří spíše různé energetické kanály produkované vroucím plazmatem než dosud postulovaný jediný zdroj.
Výzkumníci zjistili, že energetické toky jejich mechanismů odpovídají těm, které jsou podle všech studií potřebné k udržení teploty plazmatu ve sluneční atmosféře, a to 4 500 W/m2 v chromosféře a 300 W/m2 v koróně.
Poznámky:
1 Magnetické siločáry mají strukturu kořenů a větví.
2 Plazma, často označované jako čtvrtý stav hmoty, zde představuje elektricky vodivou tekutinu.
3 Spikula: tenký proud hmoty, který vychází z chromosféry a vstupuje do koróny.
3 Spikula: tenký proud hmoty, který vychází z chromosféry a vstupuje do koróny.