Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Teknologi

Instrumen yang mengorbit mengisyaratkan bagaimana energi magnet yang tersimpan memanaskan atmosfer matahari – ScienceDaily


Fenomena yang pertama kali terdeteksi oleh angin matahari dapat membantu memecahkan misteri lama tentang matahari: mengapa atmosfer matahari lebih panas jutaan derajat daripada permukaan.

Gambar dari Spektograf Pencitraan Wilayah Antarmuka yang mengorbit Bumi, alias IRIS, dan Atmospheric Imaging Assembly, alias AIA, menunjukkan bukti bahwa loop magnet dataran rendah dipanaskan hingga jutaan derajat Kelvin.

Para peneliti di Universitas Rice, Universitas Colorado Boulder, dan Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA menyatakan bahwa ion yang lebih berat, seperti silikon, secara istimewa dipanaskan baik dalam angin matahari maupun di wilayah transisi antara kromosfer matahari dan korona.

Di sana, lingkaran busur plasma termagnetisasi terus menerus, tidak berbeda dengan sepupu mereka di korona di atas. Mereka jauh lebih kecil dan sulit untuk dianalisis, tetapi telah lama dianggap menyimpan mekanisme yang digerakkan secara magnetis yang melepaskan semburan energi dalam bentuk nanoflares.

Fisikawan matahari Rice Stephen Bradshaw dan rekan-rekannya termasuk di antara mereka yang curiga, tetapi tidak ada yang memiliki cukup bukti sebelum IRIS.

Spektrometer terbang tinggi dibangun khusus untuk mengamati wilayah transisi. Dalam studi yang didanai NASA, yang muncul di Astronomi Alam, para peneliti mendeskripsikan “pencerahan” dalam loop yang menghubungkan kembali yang mengandung tanda spektral oksigen yang kuat dan, terutama, ion silikon yang lebih berat.

Tim Bradshaw, mantan mahasiswa dan penulis utamanya, Shah Mohammad Bahauddin, sekarang menjadi anggota fakultas penelitian di Laboratory for Atmospheric and Space Physics di Colorado, dan astrofisikawan NASA Amy Winebarger mempelajari gambar IRIS yang mampu menyelesaikan detail loop wilayah transisi ini dan mendeteksi kantong plasma super-panas. Gambar memungkinkan mereka untuk menganalisis pergerakan dan suhu ion di dalam loop melalui cahaya yang mereka pancarkan, dibaca sebagai garis spektral yang berfungsi sebagai “sidik jari” kimia.

“Itu ada di garis emisi di mana semua fisika dicetak,” kata Bradshaw, seorang profesor fisika dan astronomi. “Idenya adalah untuk mempelajari bagaimana struktur kecil ini dipanaskan dan berharap untuk mengatakan sesuatu tentang bagaimana korona itu sendiri dipanaskan. Ini mungkin mekanisme di mana-mana yang beroperasi di seluruh atmosfer matahari.”

Gambar-gambar tersebut mengungkapkan spektrum titik panas di mana garis-garis tersebut diperluas oleh efek termal dan Doppler, yang menunjukkan tidak hanya unsur-unsur yang terlibat dalam nanoflares tetapi juga suhu dan kecepatannya.

Di titik panas, mereka menemukan jet penghubung kembali yang mengandung ion silikon bergerak ke arah (bergeser biru) dan menjauh dari (bergeser merah) pengamat (IRIS) dengan kecepatan hingga 100 kilometer per detik. Tidak ada pergeseran Doppler yang terdeteksi untuk ion oksigen yang lebih ringan.

Para peneliti mempelajari dua komponen mekanisme: bagaimana energi keluar dari medan magnet, dan bagaimana ia sebenarnya memanaskan plasma.

Wilayah transisi hanya sekitar 10.000 derajat Fahrenheit, tetapi konveksi pada permukaan matahari mempengaruhi loop, memutar dan menjalin untaian magnet tipis yang menyusunnya, dan menambah energi ke medan magnet yang pada akhirnya memanaskan plasma, kata Bradshaw. “Pengamatan IRIS menunjukkan bahwa proses sedang berlangsung dan kami cukup yakin setidaknya satu jawaban untuk bagian pertama adalah melalui penyambungan kembali magnet, di mana jet-jet tersebut merupakan tanda kunci,” katanya.

Dalam proses itu, medan magnet untai plasma putus dan terhubung kembali di situs jalinan menjadi keadaan energi yang lebih rendah, melepaskan energi magnet yang tersimpan. Saat ini terjadi, plasma menjadi sangat panas.

Tapi bagaimana plasma dipanaskan oleh energi magnet yang dilepaskan tetap menjadi teka-teki sampai sekarang. “Kami melihat daerah dalam struktur lingkaran kecil ini di mana rekoneksi berlangsung dan mengukur garis emisi dari ion, terutama silikon dan oksigen,” katanya. “Kami menemukan garis spektral dari ion silikon jauh lebih luas daripada oksigen.”

Itu menunjukkan pemanasan istimewa ion silikon. “Kami perlu menjelaskannya,” kata Bradshaw. “Kami telah melihat dan berpikir dan ternyata ada proses kinetik yang disebut pemanasan siklotron ion yang mendukung pemanasan ion berat daripada yang lebih ringan.”

Dia mengatakan gelombang siklotron ion dihasilkan di situs rekoneksi. Gelombang yang dibawa oleh ion yang lebih berat lebih rentan terhadap ketidakstabilan yang menyebabkan gelombang “pecah” dan menghasilkan turbulensi, yang menyebarkan dan memberi energi pada ion. Ini memperluas garis spektral mereka melebihi apa yang diharapkan dari suhu lokal plasma saja. Dalam kasus ion yang lebih ringan, mungkin ada energi yang tersisa untuk memanaskannya tidak cukup. “Jika tidak, mereka tidak melebihi kecepatan kritis yang dibutuhkan untuk memicu ketidakstabilan, yang lebih cepat untuk ion yang lebih ringan,” katanya.

“Dalam angin matahari, ion yang lebih berat secara signifikan lebih panas daripada ion yang lebih ringan,” kata Bradshaw. “Itu telah diukur secara definitif. Studi kami menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa ini juga merupakan properti dari wilayah transisi, dan oleh karena itu dapat bertahan di seluruh atmosfer karena mekanisme yang telah kami identifikasi, termasuk memanaskan korona matahari, terutama sejak matahari angin adalah manifestasi dari korona yang meluas ke ruang antarplanet. “

Pertanyaan selanjutnya, kata Bahauddin, apakah fenomena seperti itu terjadi dengan kecepatan yang sama di seluruh penjuru matahari. “Kemungkinan besar jawabannya tidak,” katanya. Lalu pertanyaannya adalah, seberapa besar kontribusi mereka terhadap masalah pemanasan koronal? Mampukah mereka menyuplai energi yang cukup ke atmosfer bagian atas sehingga bisa mempertahankan korona jutaan derajat?

“Apa yang kami tunjukkan untuk wilayah transisi adalah solusi untuk bagian penting dari teka-teki itu, tetapi gambaran besarnya membutuhkan lebih banyak potongan untuk ditempatkan di tempat yang tepat,” kata Bahauddin. “Saya yakin IRIS akan dapat memberi tahu kita tentang kepingan kromosfer dalam waktu dekat. Itu akan membantu kita membangun teori atmosfer matahari yang terpadu dan global.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney