Was könnte die Ursache für solare "Lagerfeuer" sein?

Wenn alles, was wir haben, ein Hammer ist, laufen wir manchmal Gefahr zu denken, dass alles ein Nagel ist – und manchmal kann diese Naivität zu neuen Entdeckungen anstelle besserer Erklärungen/Theorien führen.

In Bezug auf die Oberflächenaktivität der Sonne, wenn Sonnenflecken, Ellerman-Bomben, Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe Beispiele für Nägel sind, dann ist die magnetische Wiederverbindung der Hammer, da sie all diese Phänomene scheinbar erklären kann. Nur die Zeit wird uns zeigen, wie viele weitere Phänomene in diesem Paradigma erklärt werden können.

Wie meine Antworten zum Wilson-Effekt und zu den Ellerman-Bomben erörtern, ist die magnetische Wiederverbindung das derzeitige Paradigma für das Verständnis von Ereignissen auf der Sonnenoberfläche, und sie bezieht sich auf das Brechen und Wiederverbinden von entgegengesetzt gerichteten Magnetfeldlinien in einem Plasma. Dabei magnetisches Feld Energie wird in kinetische und thermische Energie des Plasmas umgewandelt."

Was nun diese relativ neu entdeckten solaren "Lagerfeuer" betrifft, wie die Artikel, die Sie vor einem Jahr zitieren, angeben, ist ihre Erklärung ziemlich unsicher. Nachdem der Solar Orbiter der ESA sie entdeckt hatte, haben sie seitdem insgesamt über 1.500 Lagerfeuer auf der Sonne gesehen. Diese schwachen Ereignisse scheinen im Vergleich zu anderen Arten von Ereignissen tatsächlich die häufigsten und häufigsten auf der Sonnenoberfläche zu sein, was darauf hindeutet , dass sie zusammengenommen dazu beitragen können, die sehr hohe Temperatur der Korona zu unterstützen (und möglicherweise einen dominanten Beitrag dazu leisten). bekanntermaßen um einen Faktor ~ heißer als die darunter liegende Sonnenoberfläche$10^2-10^3$.

Jüngste MHD-Simulationen dieser "Nanoflares" durch Teams der ESA zeigen, dass sie durch magnetische Wiederverbindung erzeugt werden können. Hier ist der A&A-Artikel, den sie veröffentlicht haben (yay no pay wall), in dem die Einführung sehr gut den Stand des Feldes erklärt.

Der OP fragte:

Diese Lagerfeuer könnten also die Ursache für die koronale Erwärmung sein, aber was könnte die Ursache für die Lagerfeuer selbst sein? Ich verstehe, dass es vielleicht etwas zu früh ist, diese Frage zu stellen, da diese Lagerfeuer gerade erst entdeckt wurden, aber ich bin gespannt, ob einige Leute Theorien darüber haben, was vor sich gehen könnte.

Ein frühes Ergebnis der Simulationen der ESA-Gruppe ist, dass es Aufhellungen in der Größenordnung dessen erzeugte, was man für die Lagerfeuer erwarten würde, und zwar über einen Prozess namens „Komponenten-Wiederverbindung“, der ein Spezialfall der magnetischen Wiederverbindung ist. Sie erklären:

„Die Wiederverbindung ist ein bekanntes Phänomen, bei dem magnetische Feldlinien entgegengesetzter Richtung brechen und sich dann wieder verbinden und dabei Energie freisetzen. Eine typische Wiederverbindung findet zwischen Feldlinien statt, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen, aber bei der sogenannten Komponenten-Wiederverbindung sind die Feldlinien fast parallel, in eine ähnliche Richtung zeigend, wobei die Wiederverbindung daher in sehr kleinen Winkeln erfolgt."

Ihr Modell zeigt, dass:

"... die Energie, die von den [Lagerfeuern] durch die Wiederverbindung der Komponenten freigesetzt wird, könnte ausreichen, um die aus Beobachtungen vorhergesagte Temperatur der Sonnenkorona aufrechtzuerhalten ..."

Die Zitate, die ich oben hinzugefügt habe, stammen aus dem beliebten Artikel , aber der veröffentlichte A&A-Artikel enthält viel mehr Details. Sie verglichen die Ergebnisse ihres MHD-Modells mit 7 zusammengefassten Fakten beobachteter solarer Lagerfeuer und fanden eine gute Übereinstimmung. Sie kamen zu dem Schluss, dass "wir in der Photosphäre in keinem Fall offensichtliche Anzeichen für eine Flussentstehung oder -löschung finden. Dennoch stellen wir in unserem Modell fest, dass diese vorübergehenden Aufhellungen eine ausreichende Menge an Energie liefern könnten, um die Korona zu erwärmen."

Sie vermuten, dass die Lagerfeuer wahrscheinlich als Merkmale von koronalen Schleifen entstehen, die in der Höhe ungefähr konstant sind, wie im Diagramm ihrer Abbildung 6 gezeigt, die ich hier eingefügt habe:

Die magnetische Wiederverbindung ist ein gut erprobtes Paradigma, und seine Nützlichkeit zur Erklärung der Aktivitäten der Sonne scheint noch nicht abgeschlossen zu sein. Aber darüber werden erst weitere Beobachtungen entscheiden!

Bis November dieses Jahres soll der Solar Orbiter der ESA wieder mit Messungen beginnen. Also hoffentlich noch mehr!