Sebbene abbia più di 40 anni, il Dunn Solar Telescope di Sunspot, nel New Mexico, non vedrà un pensionamento anticipato. FIRS fornisce una copertura spettrale simultanea a lunghezze d'onda visibili e infrarosse attraverso l'uso di un unico spettrografo a doppio braccio. Utilizzando l'ottica adattiva per superare le condizioni atmosferiche di "vedere", il team ha affrontato sette regioni attive sul Sole - una nel 2001 e sei tra dicembre 2010 e dicembre 2011 - mentre il ciclo 23 di Sunspot è svanito. L'intero campione di macchie solari ha 56 osservazioni di 23 diverse regioni attive ... e ha mostrato che l'idrogeno potrebbe agire come un tipo di dispositivo di dissipazione dell'energia che aiuta il Sole a ottenere una presa magnetica sui suoi punti.
"Pensiamo che l'idrogeno molecolare svolga un ruolo importante nella formazione e nell'evoluzione delle macchie solari", ha dichiarato la dott.ssa Sarah Jaeggli, una recente laureata dell'Università delle Hawaii a Manoa, la cui ricerca di dottorato ha costituito un elemento chiave delle nuove scoperte. Ha condotto la ricerca con i dottori. Haosheng Lin, anche dell'Università delle Hawaii a Manoa, e Han Uitenbroek del National Solar Observatory di Sunspot, Nuovo Messico. Jaeggli ora è ricercatore post dottorato nel gruppo solare presso la Montana State University. Il loro lavoro è stato pubblicato nel numero del 1 ° febbraio 2012 di Il diario astrofisico.
Non devi essere un fisico solare per conoscere il ciclo di 11 anni del Sole o per capire come le macchie solari sono aree più fresche di intenso magnetismo. Che ci crediate o no, anche i professionisti non sono abbastanza sicuri di come funzionino tutti i meccanismi ... specialmente quelli che causano la formazione di macchie solari che ritardano i normali moti convettivi. Delle cose che abbiamo imparato, la temperatura interna del punto ha una correlazione con la sua forza del campo magnetico - con un forte aumento quando la temperatura si raffredda. "Questo risultato è sconcertante", hanno scritto Jaeggli e i suoi colleghi. Implica un meccanismo non scoperto all'interno dello spot.
Una teoria è che gli atomi di idrogeno che si combinano in molecole di idrogeno possono essere responsabili. Per quanto riguarda il nostro Sole, la maggior parte dell'idrogeno è atomi ionizzati perché la temperatura media della superficie è valutata a 5780 K (9944 gradi F). Tuttavia, dal momento che Sol è considerata una "stella fredda", i ricercatori hanno trovato indicazioni di molecole di elementi pesanti nello spettro solare, incluso un sorprendente vapore acqueo. Questo tipo di scoperte potrebbe dimostrare che le regioni ombrose potrebbero consentire alle molecole di idrogeno di combinarsi negli strati superficiali - una previsione del 5% fatta dal defunto professore Per E. Maltby e colleghi dell'Università di Oslo. Questo tipo di spostamento potrebbe causare drastici cambiamenti dinamici per quanto riguarda la pressione del gas.
"La formazione di una grande frazione di molecole può avere effetti importanti sulle proprietà termodinamiche dell'atmosfera solare e sulla fisica delle macchie solari", ha scritto Jaeggli.
Con le misurazioni dirette che vanno oltre le nostre attuali capacità, il team ha quindi misurato un proxy: il radicale idrossile costituito da un atomo ciascuno di idrogeno e ossigeno (OH). Secondo il National Solar Observatory, “OH si dissocia (si rompe in atomi) a una temperatura leggermente inferiore a H2, il che significa che H2 può anche formarsi in regioni in cui OH è presente. Per coincidenza, una delle sue linee spettrali a infrarossi è 1565.2 nm, quasi uguale alla linea di ferro 1565 nm, utilizzata per misurare il magnetismo in un punto e una delle linee che FIRS è progettata per osservare. "
Combinando dati vecchi e nuovi, il team ha misurato i campi magnetici attraverso le macchie solari e l'intensità OH all'interno dei punti, valutando le concentrazioni di H2. "Abbiamo trovato prove che quantità significative di molecole di idrogeno si formano nelle macchie solari in grado di mantenere campi magnetici più forti di 2.500 Gauss", ha commentato Jaeggli. Ha anche detto che la sua presenza porta a un temporaneo "fuggitivo" intensificazione del campo magnetico.
Per quanto riguarda l'anatomia di una macchia solare, il flusso magnetico si diffonde dall'interno del Sole e rallenta la convezione superficiale - che a sua volta blocca il gas più freddo che ha irradiato il suo calore nello spazio. Da lì, viene creato idrogeno molecolare, riducendo il volume. Poiché è più trasparente della sua controparte atomica, la sua energia viene anche irradiata nello spazio permettendo al gas di raffreddarsi ancora di più. A questo punto il gas caldo innescato dal flusso comprime la regione più fredda e intensifica il campo magnetico. “Alla fine si livella, in parte dall'energia che si irradia dal gas circostante. Altrimenti, il punto sarebbe cresciuto senza limiti. Mentre il campo magnetico si indebolisce, le molecole di H2 e OH si riscaldano e si dissociano in atomi, comprimendo le restanti regioni fredde e impedendo al punto di collassare ”.
Per ora, il team ammette che per convalidare le proprie osservazioni è necessaria un'ulteriore modellizzazione computerizzata e che finora la maggior parte delle regioni attive sono state lievi. Sperano che Sunspot Cycle 24 dia loro più carburante per essere "cool" ...
Fonte originale della storia: Comunicato stampa del National Solar Observatory.
