Pesawat Ruang Angkasa NASA Menemukan Sesuatu yang Baru pada Matahari

Gambar atas menunjukkan sel-sel koronal dilihat dari atas dengan STEREO-B (di sebelah kiri) dan SDO (di sebelah kanan). Diameter mereka sekitar 18.000 mil. Gambar bawah menunjukkan daerah yang sama seperti yang terlihat hampir bersamaan dari sisi oleh STEREO-B (di sebelah kiri) dan SDO (di sebelah kanan). Pandangan bawah menunjukkan bulu seolah-olah mereka bersandar jauh dari observatorium setiap, cara pilar raksasa akan terlihat jika dilihat dari samping. Kepala panah hitam dan putih menandai titik identik pada matahari seperti yang terlihat dari STEREO-B dan SDO, masing-masing. (Kredit: NASA / STEREO / SDO / NRL)

ScienceDaily (9 April 2012) - Suatu hari di musim gugur tahun 2011, Neil Sheeley, seorang ilmuwan surya di Laboratorium Riset Naval di Washington, DC, melakukan apa yang selalu dilakukannya - melihat melalui gambar harian matahari dari NASA solar Dynamics Observatory (SDO).

Tapi hari ini dia melihat sesuatu yang belum pernah melihat sebelumnya: pola sel dengan pusat-pusat terang dan gelap batas-batas yang terjadi di atmosfer matahari, korona. Sel-sel ini tampak agak seperti pola sel yang terjadi pada permukaan matahari - mirip dengan gelembung yang naik ke atas air mendidih - tapi itu adalah kejutan untuk menemukan pola ini lebih tinggi di korona, yang biasanya didominasi oleh terang loop dan lubang koronal gelap.

Sheeley membahas gambar dengan Laboratorium Penelitian Angkatan Laut rekannya Harry Warren, dan bersama-sama mereka berangkat untuk mempelajari lebih lanjut tentang sel. Pencarian mereka termasuk pengamatan dari armada pesawat ruang angkasa NASA yang disebut Sistem Heliophysics Observatorium yang memberikan sudut pandang yang terpisah dari tempat yang berbeda mengelilingi matahari. Mereka menggambarkan sifat dari fitur surya sebelumnya tidak dilaporkan, dijuluki "sel koronal," dalam sebuah makalah yang diterbitkan online di The Astrophysical Journal pada tanggal 20 Maret 2012 yang akan muncul di cetak pada 10 April.

Sel-sel koronal terjadi di daerah antara lubang koronal - daerah dingin dan kurang padat dari korona dilihat sebagai daerah gelap dalam gambar - dan "saluran filamen" yang menandai batas-batas antara bagian atas menunjuk-medan magnet dan ke bawah-menunjuk orang. Memahami bagaimana sel-sel ini berkembang dapat memberikan petunjuk tentang medan magnet berubah pada batas lubang koronal dan bagaimana mereka mempengaruhi emisi stabil bahan surya dikenal sebagai angin matahari streaming dari lubang ini.

"Kami pikir sel koronal terlihat seperti api menembaki, seperti lilin pada kue ulang tahun," kata Sheeley. "Ketika Anda melihat mereka dari samping, mereka tampak seperti api Ketika Anda melihat mereka lurus ke bawah mereka terlihat seperti sel.. Dan kami memiliki cara yang bagus untuk memeriksa hal ini, karena kita bisa melihat mereka dari atas dan dari samping pada saat yang sama menggunakan pengamatan dari SDO, STEREO-A, dan STEREO-B. "

Ketika sel-sel ditemukan pada musim gugur tahun 2011, pesawat ruang angkasa SDO dan STEREO dua (singkatan Hubungan Terestrial Solar Observatory) masing-masing memiliki pandangan yang sangat berbeda dari matahari. Jadi, seperti rotasi 27-hari matahari membawa sel koronal di seluruh muka matahari, mereka muncul pertama di STEREO-B data, maka di SDO, dan akhirnya di STEREO-A, sebelum memulai lagi di STEREO-B. Selain itu, ketika salah satu observatorium melihat ke bawah langsung pada sel, observatorium lain bisa melihat mereka dari samping.

Para peneliti menggunakan selang waktu urutan yang diperoleh dari tiga satelit untuk melacak sel-sel mengelilingi matahari. Ketika sebuah observatorium memandang rendah salah satu area tersebut, itu menunjukkan pola sel yang Sheeley pertama kali melihat. Tapi ketika daerah yang sama dipandang miring, itu menunjukkan bulu condong ke satu sisi. Secara keseluruhan, gambar dua dimensi mengungkapkan sifat tiga dimensi sel sebagai kolom dari bahan surya memperluas ke atas melalui atmosfer matahari, seperti pilar raksasa gas.

Untuk melengkapi gambar lebih jauh, tim beralih ke instrumen lain dan pesawat ruang angkasa. SDO asli gambar berasal dari Majelis Pencitraan Atmosfer, yang mengambil gambar konvensional matahari. Instrumen lain pada SDO, Imager Helioseismic dan Magnetic (HMI), menyediakan peta magnetik matahari. Para ilmuwan ditumpangkan gambar konvensional sel dengan bidang gambar HMI magnetik untuk menentukan penempatan sel koronal relatif terhadap medan magnet kompleks permukaan matahari.

Pertama, berkas medan magnet berbaring berpusat di dalam sel. Ini merupakan perbedaan yang jelas antara sel-sel koronal dan fenomena lain yang terkenal dikenal sebagai supergranules. Supergranules juga muncul sebagai pola sel-seperti besar di permukaan matahari, dan ujung-ujungnya digambarkan diciptakan sebagai gerakan menyamping dari bahan surya menyapu medan magnet lemah terhadap batas-batas mereka. Supergranules, oleh karena itu, tampaknya memiliki medan magnet yang disempurnakan di pinggirannya, sementara sel-sel koronal menunjukkan kepada mereka di pusat-pusat mereka.

Kedua, para ilmuwan belajar lebih banyak tentang bagaimana sel-sel koronal yang terkait dengan struktur lain di matahari, di lokasi mereka antara lubang koronal dan saluran filamen dekatnya. Sel-sel konsisten terjadi di daerah didominasi oleh medan magnet yang mengarah dalam satu arah, baik atas atau bawah. Selain itu, bidang lubang koronal dekatnya adalah apa yang dikenal sebagai "terbuka," membentang jauh ke ruang angkasa tanpa kembali ke matahari. Di sisi lain, garis lapangan dalam sel adalah "tertutup", perulangan di atas saluran filamen dan menghubungkan kembali ke matahari.

Sifat sisi-sisi dari medan magnet terbuka dan tertutup - terbuka di lubang koronal, dan ditutup pada sel-sel koronal - menyebabkan lain wawasan ilmiah. Dalam beberapa film, loop besar bahan surya disebut "filamen" meletus dari saluran filamen berdekatan. Sel-sel koronal, dengan garis tertutup lapangan mereka, menghilang dan digantikan dengan lubang koronal gelap dan garis terkait lapangan terbuka.

"Kadang-kadang sel-sel hilang selamanya, dan kadang-kadang mereka akan muncul kembali persis seperti mereka," kata Sheeley. "Jadi ini berarti kita perlu mencari tahu apa yang meniup lilin pada kue ulang tahun dan ulang pencahayaan mereka Ada kemungkinan bahwa struktur sel koronal adalah struktur yang sama yang ada di dalam lubang koronal -. Tapi mereka terlihat oleh kita ketika medan magnet ditutup, dan tidak terlihat ketika medan magnet yang terbuka. "

Telah lama diketahui bahwa bulu terisolasi terjadi sebentar-sebentar di dalam lubang koronal ketika daerah aktif sangat kecil meletus di sana. Agaknya, ini letusan menyediakan sekilas struktur koronal diskrit mirip dengan lilin lebih permanen terlihat berdekatan dengan lubang. Ketika ada bagian dari lubang menutup, struktur lilin-seperti tiba-tiba menyala dengan munculnya sel.

Selain SDO dan STEREO, tim kembali ke data historis yang ESA dan NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), yang telah memberikan pengamatan sejak minimal sunspot sebelumnya pada tahun 1996. Mereka tidak menemukan sel koronal pada tahun 1996 atau pada sekitar tahun minimum sunspot terakhir pada 2008-2009, tetapi mereka menemukan banyak contoh sel pada sekitar tahun maksimum sunspot intervensi pada tahun 2000. Peningkatan terbaru dalam aktivitas sunspot bersama-sama dengan peningkatan pengamatan dari STEREO dan SDO dapat menjelaskan mengapa sel-sel ditemukan pada 2011.

Tim juga dibangun gambar Doppler - gambar yang menunjukkan seberapa cepat dan mana bahan surya di atmosfer matahari bergerak terhadap penonton - sel koronal menggunakan Spektrometer Extreme-Ultraviolet Imaging (EIS) pada pesawat ruang angkasa Hinode Jepang. Gambar-gambar ini menunjukkan bahwa pusat dari sel-sel bergerak ke atas lebih cepat dari batas-batas mereka, pembulatan lebih jauh gambar fisik dari lilin raksasa dengan satu bagian yang naik dari tengah.

"Salah satu hal indah tentang SDO adalah cara pengamatan dapat dikombinasikan dengan instrumen lainnya," kata Dean Pesnell, SDO ilmuwan proyek di NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Md "Menggabungkan data dari SDO, STEREO, SOHO, dan Hinode memungkinkan kita melukiskan gambaran matahari keseluruhan dengan cara yang satu instrumen tidak bisa. "

Penemuan sel koronal telah meningkatkan pengetahuan kita tentang struktur magnetik dari korona matahari. Di masa depan, studi tentang evolusi sel koronal dapat meningkatkan pemahaman para ilmuwan tentang perubahan magnet pada koronal-lubang batas-batas dan pengaruhnya terhadap angin matahari dan cuaca ruang bumi.