terwijl de wereld te maken heeft gehad met de coronapandemie, hebben onderzoekers aan het Instituut voor astronomie van de Universiteit van Hawai’i (IfA) hard gewerkt aan het bestuderen van de zonnecorona, de buitenste atmosfeer van de zon die zich uitbreidt naar de interplanetaire ruimte. Deze stroom van geladen deeltjes die uitstralen van het oppervlak van de zon wordt de zonnewind genoemd en breidt zich uit om het hele zonnestelsel te vullen.

de eigenschappen van de zonnecorona zijn een gevolg van het complexe magnetische veld van de zon, dat in het binnenste van de zon wordt geproduceerd en zich naar buiten uitstrekt. Een nieuwe studie van IfA graduate student Benjamin Boe, gepubliceerd op woensdag 3 juni in het Astrophysical Journal, gebruikte totale zonsverduisteringswaarnemingen om de vorm van het coronale magnetische veld te meten met een hogere ruimtelijke resolutie en over een groter gebied dan ooit tevoren.

De corona is het gemakkelijkst te zien tijdens een totale zonsverduistering-wanneer de maan zich direct tussen de aarde en de zon bevindt, waardoor het heldere oppervlak van de zon wordt geblokkeerd. Belangrijke technologische ontwikkelingen in de afgelopen decennia hebben een groot deel van de focus verschoven naar ruimte-gebaseerde waarnemingen bij golflengten van licht die niet toegankelijk zijn vanaf de grond, of naar grote telescopen op de grond, zoals de Daniel K. Inouye Solar Telescope op Maui. Ondanks deze vooruitgang kunnen sommige aspecten van de corona alleen bestudeerd worden tijdens totale zonsverduisteringen.daarom heeft boe ‘ s adviseur en coronale onderzoeksexpert, Shadia Habbal, al meer dan 20 jaar een groep eclipsjagers geleid die wetenschappelijke waarnemingen doen tijdens zonsverduisteringen. De zogenaamde “solar wind Sherpa’ s “reizen de wereld rond en jagen op totale zonsverduisteringen en vervoeren gevoelige wetenschappelijke instrumenten op vliegtuigen, helikopters, auto’ s en zelfs paarden om de optimale locaties te bereiken. Deze zonsverduisteringswaarnemingen hebben geleid tot doorbraken in het onthullen van enkele geheimen van de fysische processen die de corona bepalen.

” De corona is al meer dan een eeuw waargenomen met totale zonsverduisteringen, maar nooit eerder waren eclipsbeelden gebruikt om de structuur van het magnetisch veld te kwantificeren,” legde Boe uit, “Ik wist dat het mogelijk zou zijn om veel meer informatie te verkrijgen door moderne beeldverwerkingstechnieken toe te passen op zonsverduisteringsgegevens.”Boe traceerde het patroon van de verdeling van magnetische veldlijnen in de corona, met behulp van een automatische traceermethode toegepast op beelden van de corona genomen tijdens 14 eclipsen in de afgelopen twee decennia. Deze gegevens gaven de kans om de veranderingen in de corona te bestuderen gedurende twee 11-jarige magnetische cycli van de zon.

Boe vond dat het patroon van de coronale magnetische veldlijnen zeer gestructureerd is, met structuren die zichtbaar zijn op grootteschalen tot aan de resolutie van de camera ‘ s die voor de waarnemingen worden gebruikt. Hij zag ook het patroon veranderen met de tijd. Om deze veranderingen te kwantificeren, meet Boe de hoek van het magnetisch veld ten opzichte van het oppervlak van de zon.

tijdens perioden van minimale zonneactiviteit, straalde het veld van de corona bijna recht uit de zon bij de evenaar en de polen, terwijl het er uit kwam onder verschillende hoeken op de middelste breedtegraden. Tijdens de maximale zonneactiviteit was het coronale magnetische veld daarentegen veel minder georganiseerd en meer radiaal.

” We wisten dat er veranderingen zouden zijn in de zonnecyclus, “merkte Boe op,” maar we hadden nooit verwacht hoe uitgebreid en gestructureerd het coronale veld zou zijn. Toekomstige modellen zullen deze kenmerken moeten verklaren om het coronale magnetische veld volledig te begrijpen.”

Deze resultaten betwisten de huidige veronderstellingen die worden gebruikt in coronale modellering, die vaak aannemen dat het coronale magnetische veld radiaal is voorbij 2,5 zonnestralen. In plaats daarvan bleek uit dit werk dat het coronale veld vaak niet-radiaal was tot ten minste vier zonnestralen.

Dit werk heeft verdere implicaties op andere gebieden van zonne-onderzoek, met inbegrip van de vorming van de zonnewind, die invloed heeft op het magnetische veld van de aarde en effecten kan hebben op de grond, zoals stroomuitval.

“Deze resultaten zijn van bijzonder belang voor de vorming van zonnewind. Het geeft aan dat de toonaangevende ideeën voor het modelleren van de vorming van de zonnewind niet volledig zijn, en dus kan ons vermogen om te voorspellen en te verdedigen tegen ruimteweer worden verbeterd,” zei Boe.

het team is al bezig met het plannen van hun volgende eclipse expedities, met de volgende gepland voor Zuid-Amerika in December van dit jaar.

de resultaten worden gepubliceerd in het 3 juni nummer van het Astrophysical Journal, en zijn ook beschikbaar in preprint vorm op ArXiv.