Er zijn veel vragen over de zon, maar wetenschappers lijken met behulp van ESA's Solar Orbiter dichter bij het beantwoorden van ten minste één ervan te komen. Gegevens die door de sonde zijn verzameld, suggereren dat de constante herverbinding van kleine magnetische veldlijnen op zijn minst een deel van de reden kan zijn waarom sommige delen van de zon veel heter zijn dan andere.
Het oppervlak van de zon heeft een temperatuur van ongeveer 5500°C, wat heel normaal is voor zulke sterren. De stof in de atmosfeer van de zon wordt echter heter nadat hij van het oppervlak is verwijderd - in de bovenste lagen, bekend als de corona, bereikt hij een temperatuur van 2 miljoen °C. Wetenschappers weten al sinds de jaren veertig van deze temperatuurinversie, maar ze weten niet waarom het überhaupt bestaat. Momenteel is een van de belangrijkste kandidaten voor het verklaren van dit fenomeen permanente kleinschalige magnetische herverbinding.
Magnetische herverbinding op grote schaal is algemeen bekend. De meeste sterren zijn turbulente ballen van heet plasma, een vloeistof die bestaat uit geladen deeltjes die actief interageren met elektromagnetische krachten. Dat wil zeggen, objecten zoals de zon zijn doordrongen van extreem complexe magnetische velden. Voorbij de diepste laag van de atmosfeer van de zon, de fotosfeer, kunnen de magnetische veldlijnen verstrikt raken, uitgerekt, gebroken en vervolgens opnieuw verbonden worden. Dit resulteert in een enorme uitbarsting van energie die zonnevlammen en coronale massa-ejecties voedt.
Wetenschappers veronderstelden dat herenigingsgebeurtenissen op kleinere schaal energie in de corona 'injecteren', waardoor deze van een verwarmingsbron wordt voorzien. De zon is echter erg heet en helder, wat het moeilijk maakt om waar te nemen - wetenschappers hadden geen instrumenten om dit proces vast te leggen. En dat is waar de Solar Orbiter in het spel kwam. ESA's zonnesonde, gelanceerd in februari 2020, naderde de ster op een enigszins gevaarlijke afstand om zijn activiteit in detail te bestuderen.
Tijdens de eerste nadering zag het ruimtevaartuig iets verbazingwekkends. Beelden met ultrahoge resolutie in het extreem-ultraviolette bereik onthulden magnetische herverbinding die plaatsvond op een absoluut kleine schaal voor de zon - slechts 390 km in doorsnee. Het is echt ongelooflijk - wetenschappers waren in staat om het fenomeen te bestuderen vanaf het oppervlak van de zon, dat iets kleiner is dan de lengte van de Grand Canyon.
Binnen een uur registreerde het ruimtevaartuig een punt dat bekend staat als het nulpunt, waar de intensiteit van het magnetische veld tot nul daalt. Dit is het magnetische herverbindingspunt. Gedurende deze tijd werd de temperatuur van het nulpunt op het niveau van ongeveer 10 miljoen°C gehouden. Dit is de zogenaamde "zachte" herverbinding, maar er werd ook een fase van meer actieve herverbinding waargenomen bij het nulpunt. Het duurde ongeveer 4 minuten en toonde aan dat deze twee soorten gebeurtenissen gelijktijdig plaatsvinden en op een kleinere schaal dan wetenschappers eerder konden voorspellen.
Deze twee soorten herverbinding brengen massa en energie over naar de corona erboven, waardoor een warmtebron ontstaat die, althans gedeeltelijk, de temperatuurinversie kan verklaren. De gegevens suggereren ook dat herverbinding kan plaatsvinden, zelfs op schalen die te klein zijn voor de Solar Orbiter om vast te leggen. De sonde moet echter nog dichterbij komen, zodat hij een beeld krijgt met een nog hogere resolutie. Maar wetenschappers hebben al het eerste bewijs dat er op kleine schaal permanente magnetische herverbinding plaatsvindt op het oppervlak van de zon, wat de hypothese bevestigt van hoe de corona opwarmt
Lees ook: