A Nap hőmérséklete, amely a magban eléri a 15 millió Celsius-fokot, a magtól való távolsággal folyamatosan csökken, és a “felszínen” 6000 °C-ra csökken. Logikusan tehát a légkörben is tovább kell csökkennie. Ehelyett a kromoszférában körülbelül 10 000°C-ra emelkedik, a koronában pedig meghaladja az egymillió Celsius-fokot. Milyen energiaforrás képes tehát felmelegíteni a légkört és ilyen magas hőmérsékleten tartani? Ez a kérdés mintegy egy évszázadon keresztül fejtörést okozott az asztrofizikusoknak, annál is inkább, mivel a Földre ható napszél eredetével kapcsolatos.
Noha aligha volt kétséges, hogy a Nap belsejéből származó energia egy része eléri a külső rétegeket, a pontos mechanizmus rejtély maradt. A kutatók a kisméretű mágneses mezőre koncentráltak, amely a napfoltok kivételével “sós-borsos” megjelenésű.
A Centre de Physique Théorique (CNRS/École Polytechnique) és az IDRIS-CNRS GENCI számítógépén futó nagy teljesítményű numerikus modellek segítségével a csapat több órán keresztül szimulációt végzett egy olyan modell alapján, amely több rétegből áll, az egyik a Nap belsejében, a többi a légkörében. A kutatók megfigyelték, hogy a Nap felszíne alatti vékony réteg valójában inkább úgy viselkedik, mint egy sekély serpenyő, amelyben forró plazma van, amelyet alulról melegítenek, és amely szemcsékhez kapcsolódó “buborékokat” képez. Ez a forrásban lévő plazmaleves dinamófolyamatot generál, amely felerősíti és fenntartja a mágneses mezőt. Ahogy a mező kilép a felszínből, sós-borsos jelleget ölt, “mezoszpotoknak” nevezett koncentrációkat alkotva, amelyek nagyobbak, kevesebbek és tartósabbak, mindez összhangban van a megfigyelésekkel.
A tudósok azt is felfedezték, hogy a nap mezoszpotok körül egy mangroveerdőre emlékeztető szerkezet jelenik meg: kusza “kromoszféragyökerek” merülnek a szemcsék közötti terekbe, körülvéve a korona felé emelkedő és a nagyobb kiterjedésű mágneses mezőhöz kapcsolódó “mágneses fatörzseket”.
A kutatók számításai azt mutatják, hogy a kromoszférában a légkör felmelegedése a mangrove-gyökerek többszörös mikrokitöréseiből ered, amelyek intenzív elektromos áramot vezetnek, a forró plazmából származó “buborékok” ütemében. Azt is felfedezték, hogy a mezoszférák szomszédságában nagyobb, de ritkább kitörési események zajlanak, bár ezek nem képesek nagyobb léptékben felmelegíteni a felső koronát.
Ez a kitörési folyamat “mágneses” hullámokat generál a fatörzsek mentén, inkább úgy, mint egy pengetett húr mentén terjedő hang. Ezek a hullámok aztán energiát szállítanak a felső koronába, amelyet ezek fokozatos szétoszlása melegít. A tudósok számításai azt is mutatják, hogy ahogy a kilökődött anyag visszahull a felszín felé, tornádókat képez, amelyeket meg is figyeltek. A fatörzsek közelében vékony plazmasugarak is keletkeznek, amelyek a nemrég felfedezett tüskékhez kapcsolódnak. Mindezek a jelenségek, amelyeket egyenként megállapítottak, de nem magyaráztak meg, a forró plazma által termelt különböző energiacsatornákat alkotnak, nem pedig az eddig posztulált egyetlen forrást.
A kutatók megállapították, hogy mechanizmusaik energiaáramlásai megfelelnek az összes tanulmány által a plazma hőmérsékletének fenntartásához szükségesnek a nap légkörében, azaz 4500 W/m2 a kromoszférában és 300 W/m2 a koronában.
Jegyzetek:
1 A mágneses mezővonalak gyökerek és elágazások formájában épülnek fel.
2 A plazma, amelyet gyakran az anyag negyedik állapotának neveznek, itt egy elektromosan vezető folyadékot jelent.
3 Szikula: a kromoszférából kilépő és a koronába belépő vékony anyagi sugár.