Egy magyar csillagászprofesszor vezette nemzetközi kutatócsoportnak elsőként sikerült hatalmas mennyiségben megfigyelnie a Nobel-díjas Hannes Alfvénről elnevezett, nagy energiájú és egyedi tulajdonságokkal rendelkező plazmahullám-pulzusokat a Nap légkörében. A napfizikában áttörőnek számító eredményről a Nature Communications című folyóiratban számoltak be a kutatók.
A csillagászok régóta sejtik, hogy a plazmákban előforduló mágneses hullámok kulcsszerepet játszanak a plazmaasztrofizika egy mindmáig megoldatlan rejtélyének megfejtésében, vagyis hogy a Nap felszínétől távolodva, miért emelkedik az égitest légkörében a hőmérséklet akár több millió fokra.
Számos kiváló elmélet született a rejtély megoldására, beleértve a plazmák mágneses hullámokkal történő felfűtését, ám az elméletek egyértelmű, csillagászati megfigyelésekkel történő igazolása mindmáig váratott magára.
Erdélyi Róbert csillagásznak, az ELTE és a Sheffieldi Egyetem professzorának, valamint az angliai intézményben működő Napfizikai és Űrplazma Kutatóközpont és a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem kutatóinak sikerült új módszerek révén hatalmas mennyiségben észlelniük a Nobel-díjas Hannes Alfvénről elnevezett, nagy energiájú és egyedi tulajdonságokkal rendelkező plazmahullám-pulzusokat a Nap légkörében.
Úgy tűnik, hogy ezeket a rövid életű Alfvén-pulzusokat a Nap fotoszférájában sűrűn előforduló, több magyarországnyi méretű plazmaörvények keltik. A kutatók szerint minden egyes pillanatban legalább 150 ezer ilyen mágneses plazmaörvény található a Nap felszínén.
„A mostani kutatás első alkalommal szolgáltatott megfigyeléses bizonyítékot arra, hogy a naplégkörben mindenütt jelenlévő örvények rövid életű Alfvén-pulzusokat képesek kelteni. Az így létrejövő Alfvén-pulzusok hengerszerű mágneses fluxuscsövek mentén könnyedén áthaladnak a Nap légkörén. A mágneses jelenségeknek ez a fajtája egy kicsit az erdőben sorakozó fákra emlékeztet. A pulzusok ily módon egészen a kromoszféra tetejéig vagy akár még feljebb juthatnak a Nap koronájába, ahol leadhatják energiájukat, ezzel fűtve a mágneses plazmát több millió fokos hőmérsékletre”
– magyarázta a professzor.
Az Alfvén-hullámok közvetlen észlelése jelenleg komoly kihívást jelent, ugyanis ezek a hullámok a mágneses plazmában történő terjedésük során nem okoznak lokális fényességnövekedést vagy -csökkenést. A megfigyelések során igen nehéz őket megkülönböztetni a plazmahullámok néhány másik típusától, mint például a transzverzális mágneses plazmahullámoktól, amelyeket gyakran hajlítási módusoknak is neveznek.
„Becslésünk szerint az általunk észlelt Alfvén-pulzusok által szállított energiafluxus több mint tízszer akkora, mint ami a Nap felső kromoszférájának helyi fűtéséhez szükséges. A kromoszféra egy viszonylag vékony réteg a napfelszín és az elképesztően forró napkorona között, amelyet napfogyatkozások idején a Napot körülölelő pirosas-rózsaszínes gyűrűként lehet megfigyelni.”
Erdélyi Róbert szerint a tudományos közösséget régóta foglalkoztatja az a kérdés, hogy hogyan látja el felső légkörét a Nap és sok más csillag energiával és tömeggel. Mint megjegyezte, a mostani kutatás fontos előrelépés a szoláris és asztrofizikai plazmafűtéshez szükséges nem termikus energia forrásának vizsgálatában.
A tudósok úgy vélik, ezek a Nap fotoszférájában talált több magyarországnyi vagy akár még nagyobb plazmaörvények ígéretes jelöltek nemcsak a naplégkör alsó és felső rétegei közötti energia-, hanem egyúttal a Nap légkörét uraló plazmatömeg-szállítás kérdésének megoldására is. A professzor és munkatársai a jövőben erre a rejtélyre fognak összpontosítani kutatásuk során.
