Det finns många frågor om solen, men forskare verkar komma närmare att besvara åtminstone en av dem med hjälp av ESA:s Solar Orbiter. Data som samlats in av sonden tyder på att den ständiga återkopplingen av små magnetiska fältlinjer kan vara åtminstone en del av anledningen till att vissa delar av solen är mycket varmare än andra.
Solens yta har en temperatur på cirka 5500°C, vilket är ganska normalt för sådana stjärnor. Ämnet i solens atmosfär blir dock varmare efter att ha rört sig bort från ytan – i de övre lagren, som kallas korona, når det 2 miljoner °C. Forskare har känt till denna temperaturinversion sedan 1940-talet, men de vet inte varför den existerar alls. För närvarande är en av huvudkandidaterna för att förklara detta fenomen permanent småskalig magnetisk återkoppling.
Magnetisk återkoppling i stor skala är välkänd. De flesta stjärnor är turbulenta bollar av het plasma, en vätska som består av laddade partiklar som aktivt interagerar med elektromagnetiska krafter. Det vill säga, föremål som solen är genomträngda av extremt komplexa magnetfält. Bortom det djupaste lagret av solens atmosfär, fotosfären, kan magnetfältslinjerna trasslas in, sträckas ut, brytas och sedan återanslutas. Detta resulterar i ett enormt utbrott av energi som bränsle till solflammor och koronala massutkastningar.
Forskare antog att återföreningshändelser i mindre skala "injicerar" energi i koronan, vilket ger den en värmekälla. Men solen är väldigt varm och ljus, vilket gör det svårt att observera - forskarna hade inte instrument som skulle registrera denna process. Och det var där Solar Orbiter kom in i bilden. ESA:s solsond, som lanserades i februari 2020, närmade sig stjärnan på ett lite farligt avstånd för att studera dess aktivitet i detalj.
Under den första inflygningen såg rymdfarkosten något fantastiskt. Ultrahögupplösta bilder i det extrema ultravioletta området avslöjade magnetisk återkoppling som inträffade i en absolut liten skala för solen - endast 390 km tvärs över. Det är verkligen otroligt - forskare kunde studera fenomenet från solens yta, som är något mindre än längden på Grand Canyon.
Inom en timme registrerade rymdfarkosten en punkt som kallas nollpunkten, där magnetfältets intensitet sjunker till noll. Detta är den magnetiska återkopplingspunkten. Under denna tid hölls temperaturen för nollpunkten på en nivå av cirka 10 miljoner°C. Detta är den så kallade "mjuka" återinkopplingen, men en fas av mer aktiv återinkoppling observerades också vid nollpunkten. Den varade i cirka 4 minuter och visade att dessa två typer av händelser inträffar samtidigt och i en mindre skala än vad forskare tidigare kunde förutse.
Dessa två typer av återkoppling överför massa och energi till koronan ovanför dem, vilket ger en värmekälla som åtminstone delvis kan förklara temperaturinversionen. Data tyder också på att återkoppling kan ske även på skalor som är för små för att Solar Orbiter ska kunna fånga. Sonden måste dock komma ännu närmare, så den får en bild med ännu högre upplösning. Men forskare har redan de första bevisen för att permanent magnetisk återkoppling sker på solens yta i liten skala, vilket bekräftar hypotesen om hur koronan värms upp
Läs också: