Solvindarna är varmare än de borde – forskare tror sig veta varför

2020-04-21 15:47  

Solens yta har en temperatur runt 5500 °C. Trots det är solvindarna som når jorden varmare än vad de borde vara – forskare tror sig veta varför.

Partiklarna som utgör plasman i solens heliosfär svalnar när de sprids. Men de tar lång tid på sig för att svalna, ja det går till och med långsammare än vad fysikens lagar påstår att det ska ta.

Enligt professor Stas Boldyrev vid University of Wisconsin har människan studerat solvindar sedan de upptäcktes 1959. Men det finns fortfarande egenskaper i plasman man fortfarande inte förstår sig på.

– Ursprungligen trodde forskare att solvinden svalnar mycket snabbt när den expanderar från solen, men satellitmätningar visar att när den når jorden är temperaturen tio gånger högre än väntat, säger han till universitets hemsida.

Läs mer: Varningen: Vi måste skydda oss bättre mot solstormar

Så forskargruppen frågade sig: varför svalnar inte plasmavinden?

Genom att studera rörlig plasma i ett laboratorium tror sig forskarna nu ha lokaliserat svaret. Svaret finns i en uppsjö fångade elektroner som inte lyckas fly solens klo. Glasklart va?

Läs mer: Kraftig som ett kärnvapen – men ingen märkte meteoriten

Själva expansionsfasen har man tidigare trott varit en adiabatisk process. Det vill säga en termodynamisk process där ingen värme tillförs eller bortförs från en fluid.

Men en elektrons resa är sällan så enkel.

Solens plasma är en god mix av negativt laddade elektroner och positivt laddade joner. Det här rör till det, eftersom de lättare elektronerna får att rejält försprång och rör sig 40 gånger snabbare än de tyngre jonerna.

I takt med att elektronerna svävar iväg blir solen positivt laddad. Elektronerna med högre energi är opåverkade av detta och fortsätter sin resa. Men de med lägre energi dras tillbaka och kan inte komma undan solens grepp.

– Deras öde är att studsa fram och tillbaka och skapa en stor population av så kallade fångade elektroner, säger Boldyrev.

Läs mer: Nasas Curiosity har skickat en märklig bild: Jordliknande stenar på Mars

Forskargruppen undersökte om samma teori gick att tillämpas i en "spegelmaskin", en fusionsreaktor. Där lyckades de återskapa beteendet bland elektronerna – så fanns det några skillnader på de som blev kvar, och de som lyckades fly? Studien visar att de som lyckades fly också kunde fördela sin värmeenergi långsamt till de fångade elektronerna.

– Våra resultat överensstämmer med mätningarna av solvindens temperaturprofil, vilket kan förklara varför elektrontemperaturen minskar så långsamt, säger Boldyrev.

Studien är publicerad i Pnas.

Viktor Krylmark

Mer om: Solvind Forskning

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt