W niedawno opublikowanym badaniu w "The Astrophysical Journal" naukowcy z Obserwatorium Yunnan Chińskiej Akademii Nauk przedstawili kompletny obraz fizyczny anomalnego ogrzewania w górnej atmosferze Słońca, znanej jako korona słoneczna i chromosfera słoneczna. Ogrzewanie to, stanowiące jeden z ośmiu wyzwań współczesnej astronomii, przez lata skonfundowało fizyków słonecznych, mimo iż dziesięciolecia obserwacji za pomocą dużych teleskopów i satelitów wskazywały na potencjalne aktywności magnetyczne, które mogłyby być za to odpowiedzialne. Podczas gdy dotychczasowe badania teoretyczne proponowały różne modele ogrzewania, brakowało kompletnego obrazu fizycznego, ujawniającego, w jaki sposób cała górna atmosfera jest ogrzewana.

Odróżniające się od tradycyjnych metod badawczych, niniejsze studium podjęło niekonwencjonalną ścieżkę, rozpoczynając proces analizy od skutku, aby następnie prześledzić jego przyczyny. Naukowcy przeanalizowali długoterminowe obserwacje całego dysku chromosfery i korony, identyfikując związki z różnymi polami magnetycznymi - jedynym znanym źródłem dostarczającym energię niezbędną do ogrzewania górnej atmosfery.

Stwierdzono, że cicha chromosfera jest głównie ogrzewana przez siećowe pola magnetyczne, podczas gdy chromosfera aktywna, o kształcie motyla, czerpie ciepło z pól magnetycznych w regionach aktywnych i przemijających, jak również z energii propagujących się w dół, generowanych przez nie w koronie. Ogrzewanie cichej chromosfery stanowi główny składnik całkowitego ogrzewania chromosfery.

Cicha korona jest głównie ogrzewana przez pola sieciowe, przy czym istotnie więcej ciepła do aktywnej korony dostarczają pola magnetyczne w regionach przemijających niż te w regionach aktywnych. Korona aktywna odbiera więcej ciepła niż cicha korona.

Ogrzewanie pól magnetycznych w regionach aktywnych i przemijających prowadzi do przestrzennego rozkładu w kształcie motyla aktywnej chromosfery i aktywnej korony, który wykazuje ewolucję długoterminową, będącą w fazie z cyklem aktywności słonecznej. Z kolei ogrzewanie pól sieciowych prowadzi do ewolucji długoterminowej całej tła (cichej) chromosfery i tła (cichej) korony, która jest przeciwna do cyklu słonecznego.

Odkrycia badania ujawniają, że różne części słonecznej korony i chromosfery wykazują znacznie różne charakterystyki zmienności i są ogrzewane przez różne kategorie magnetyczne, prawdopodobnie w różnych trybach. Naukowcy sugerują, że rozwiązanie zagadki ogrzewania najlepiej realizować przez pryzmat kategorii magnetycznych, a nie zdarzeń aktywności magnetycznej.

Wnioski te rzucają nowe światło na długo dyskutowaną tajemnicę fizyki słonecznej i mogą otworzyć drogę do lepszego zrozumienia innych fenomenów kosmicznych, gdzie pola magnetyczne odgrywają kluczową rolę. Badanie to, oferując kompletny obraz fizyczny, pokazuje jak różnorodne i złożone są procesy zachodzące w górnej atmosferze naszego Słońca. Dalsze badania w tej dziedzinie mają potencjał odkrycia jeszcze więcej o dynamice naszej najbliższej gwiazdy, mającej bezpośredni wpływ na warunki i zjawiska w całym Układzie Słonecznym.

Badanie to stanowi znaczący krok naprzód w rozumieniu złożonych procesów rządzących działaniem naszej gwiazdy i jej wpływem na kosmiczną pogodę, co może mieć szerokie implikacje nie tylko dla astronomii, ale także dla przyszłych misji kosmicznych i zrozumienia otaczającego nas wszechświata.