Un giorno, dell'autunno del 2011, Neil Sheeley, uno scienziato solare presso il Naval Research Laboratory di Washington, DC, ha fatto quello che fa sempre - guardare attraverso le immagini quotidiane del sole della NASA Solar Dynamics Observatory (SDO) .
In quel giorno ha visto qualcosa che non aveva mai notato prima: un modello di cellule con centri luminosi e oscuri confini che si verificano nell'atmosfera del sole, la corona.
Queste cellule sembravano un po 'come un modello di cellulare che si verificano sulla superficie del sole - simili alle bolle che salgono verso l'alto di acqua bollente - ma è stata una sorpresa trovare questo modello più in alto nella corona, che è normalmente dominata dalla anelli luminosi e oscuri buchi coronali.
| Sheeley ha discusso le immagini con il Naval Research Laboratory collega Harry Warren, e insieme si sono attivati per saperne di più sulle celle. La loro ricerca ha incluso osservazioni da una flotta di veicoli spaziali della NASA chiamato l'Osservatorio del sistema Eliofisici che ha fornito punti di vista separati da diversi luoghi intorno al sole. Le cellule coronali si verificano nelle zone tra buchi coronali, aree più fredde e meno dense della corona visto come regioni scure in immagini e canali "filamento" che segnano i confini tra sezioni di rivolta verso l'alto campi e quelle rivolte verso il basso.
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Capire come si evolvono queste cellule in grado di fornire indizi utili a capire i campi magnetici cambiano ai confini dei buchi nella corona e come influenzano l'emissione costante di materiale solare noto come il vento solare in streaming da questi fori.
"Quando si vedono di lato, sembrano fiamme. Quando li guardi dritto verso il basso che sembrano celle. E abbiamo avuto un ottimo modo di controllare tutto questo, perché abbiamo potuto guardarli dall'alto e dal lato allo stesso tempo utilizzando osservazioni da SDO, STEREO-A, e STEREO-B ".
Quando le cellule sono state scoperte nell'autunno del 2011, la sonda SDO e le due STEREO (acronimo di Solar Terrestrial Relations Observatory) ognuno aveva vedute molto diverse del sole.
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Le immagini migliori mostrano cellule coronali come visto dall'alto STEREO-B (a sinistra) e SDO (a destra). I loro diametri sono circa 18.000 miglia. Le immagini inferiori mostrano la stessa regione visti quasi simultaneamente dai lati da STEREO-B (a sinistra) e SDO (a destra). Le opinioni basso mostrano le piume come se fossero appoggiati distanza gli uni dagli osservatorio, il modo in cui un pilastro gigante apparirebbe se vista di lato. I capi delle frecce bianche e nere segnare punti identici sul sole come si vede dalla STEREO-B e SDO, rispettivamente. Credit: NASA / STEREO / SDO / NRL
Così, come i 27 giorni di rotazione solare effettuate le cellule coronali attraverso la faccia del sole, sono apparsi prima in STEREO-B i dati, poi in SDO, e infine in STEREO-A, prima di ricominciare in STEREO-B. Inoltre, quando un osservatorio guarda direttamente sulle cellule, un osservatorio poteva vedere dall' altro lato.
I ricercatori hanno utilizzatouna time-lapse, sequenze ottenute dai tre satelliti per monitorare queste cellule intorno al sole. Quando un osservatorio abbassa lo sguardo su uno di questi settori, mostra il modello di cellulare che Sheeley che ha notato prima. Ma quando la stessa regione è stata vista obliquamente, ha mostrato pennacchi inclinati su un lato.
Prese insieme, queste immagini bidimensionali rivelano la natura tridimensionale delle cellule come colonne di materiale solare che si estende verso l'alto attraverso l'atmosfera del sole, come colonne giganti di gas.
Le posizioni di STEREO-A, B e STEREO-SDO rispetto al Sole e la Terra nel 2011. Credit: NRL
Per completare il quadro ancora di più, il team si è rivolto ad altri strumenti e veicoli spaziali. Le immagini originali sono state SDO dalla sua Atmospheric Imaging Assembly, che prende le immagini convenzionali del sole. Un altro strumento su SDO, il Helioseismic e Magnetic Imager (HMI), fornisce mappe magnetiche del sole. Gli scienziati sovrappongono immagini convenzionali delle cellule con immagini di campo magnetico HMI per determinare il posizionamento delle cellule coronali relativi ai campi magnetici complessi della superficie del sole.
Prima di tutto, i fasci di campo magnetico fissano il centro all'interno delle cellule. Ciò rappresenta una chiara distinzione tra le celle coronali e un altro ben noto fenomeno conosciuto come supergranuli. I supergranuli appaiono anche come una grande cellula-come il modello sulla superficie del sole, delineati i bordi sono creati come il movimento laterale del materiale solare spazzando deboli campi magnetici verso i loro confini. I supergranuli, sembrano avere avanzati campi magnetici in corrispondenza dei bordi, mentre le cellule coronali mostrare loro nei loro centri.
In secondo luogo, gli scienziati hanno imparato di più su come le cellule coronali sono state correlate ad altre strutture sul sole, nella loro posizione tra un buco coronale e un canale filamento nelle vicinanze. Le cellule costantemente verificate in zone dominate da campi magnetici quel punto in una singola direzione, o disattive. Inoltre, i campi del foro vicino coronale sono ciò che è conosciuto come "aperti", che si estendono lontano nello spazio senza tornare al sole. D'altra parte, le linee di campo nelle cellule erano "chiuse", il ciclo sul canale di collegamento filamento e indietro al sole.
Il side-by-side naturale di questi campi magnetici aperti e chiusi - aperto nei fori coronali, e chiuso nelle cellule coronali - portata ad un'altra intuizione scientifica. In alcuni dei film, un'ampia ansa di materiale solare chiamato "filamento" esplosa dal canale filamento adiacente. Le cellule coronali, con le loro linee di campo chiuse, scomparse e sono stati sostituiti con un buco nero coronale e le sue linee associate campo aperto.
"A volte le cellule sono andate per sempre, e talvolta sarebbe riapparso esattamente come erano", dice Sheeley. "Quindi questo significa che dobbiamo capire cosa sta soffiando le candeline sulla torta di compleanno e li re-illuminazione E 'possibile che questa struttura cellulare coronale è la struttura stessa che esiste all'interno dei buchi coronali -. Ma sono visibili a noi quando i campi magnetici sono chiuse, e non visibile quando i campi magnetici sono aperti. "
E 'noto da tempo che si verificano ad intermittenza pennacchi isolate all'interno di buchi coronali quando le regioni attive molto piccoli esplodere lì. Presumibilmente, queste eruzioni stanno fornendo intravedere discrete strutture coronali simili alle candele più permanentemente visibili adiacenti ai fori. Quando una porzione di un foro chiude, la candela struttura simile è improvvisamente illuminata dalla comparsa di cellule.
Oltre alla SDO e STEREO, la squadra tornò a dati storici sui dell'ESA e della NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), che ha fornito le osservazioni in quanto il precedente minimo delle macchie solari nel 1996. Non hanno trovato cellule coronali nel 1996 o negli anni intorno al minimo delle macchie solari recente nel 2008-2009, ma ha trovato numerosi esempi di cellule negli anni intorno al intervenendo macchie solari massimo nel 2000. Il recente aumento dell'attività delle macchie solari insieme alle osservazioni di miglioramento STEREO e SDO può spiegare perché le cellule sono state scoperte nel 2011.
Il team ha anche costruito le immagini Doppler - immagini che mostrano quanto rapidamente e dove il materiale solare si muove nell'atmosfera solare verso lo spettatore - delle cellule coronali con il Extreme Ultraviolet Imaging Spectrometer (EIS) a bordo della sonda giapponese Hinode. Queste immagini dimostrano che i centri delle cellule si spostano verso l'alto più velocemente dei loro confini, arrotondando ulteriormente l'immagine fisica di questi candele giganti con sezione crescente dal centro.
"Una delle cose meravigliose sulla SDO è il modo in cui le osservazioni possono essere combinati con altri strumenti", dice Dean Pesnell, scienziato del progetto SDO della NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland "Combinando i dati da SDO, STEREO, SOHO e Hinode ci permette di dipingere un quadro del sole tutto in un modo che uno strumento non può. "
La scoperta delle cellule coronali ha già aumentato la nostra conoscenza della struttura magnetica della corona solare. In futuro, gli studi dell'evoluzione delle cellule coronali può migliorare la comprensione degli scienziati dei cambiamenti magnetici a coronale buche confini e dei loro effetti sul vento solare e della meteorologia spaziale della Terra.
Gli scienziati descrivono le proprietà di queste funzioni non dichiarate in precedenza solari, soprannominato "Le cellule coronali", in un documento pubblicato online nella rivista The Astrophysical Journal il 20 marzo 2012 che apparirà in stampa il 10 aprile.
