Nanoflares houden het warm boven de zon

Eén ding weten we allemaal over de zon: het is ongelooflijk heet. Het oppervlak (de buitenste "laag" van de zon die we kunnen zien) is 10.340 graden Fahrenheit (F), en de kern (die we niet kunnen zien) is 27 MILJOEN graden F. Er is een ander deel van de zon dat tussen ligt het oppervlak en wij: het is de buitenste "atmosfeer", de corona genoemd. Het is ongeveer 300 keer heter dan het oppervlak. Hoe kan iets verder weg in de ruimte heter zijn? Je zou denken dat het eigenlijk afkoelt naarmate het verder van de zon af komt. 

Deze vraag over hoe de corona zo heet wordt, heeft zonnewetenschappers lang bezig gehouden om een ​​antwoord te vinden. Er werd ooit aangenomen dat de corona geleidelijk verhitte, maar de oorzaak van de verhitting was een mysterie. 

De zon wordt van binnenuit verwarmd door een proces dat fusie wordt genoemd. De kern is een nucleaire oven, waarbij waterstofatomen worden samengesmolten om heliumatomen te maken. Het proces geeft warmte en licht vrij, die door de lagen van de zon reizen totdat ze uit de fotosfeer ontsnappen. De atmosfeer, inclusief de corona, ligt daarboven. Het zou koeler moeten zijn, maar dat is het niet. Dus, wat zou de corona kunnen verwarmen?

Een antwoord is nanoflares. Dit zijn kleine neven van de grote zonnevlammen die we uitbarsten van de zon detecteren. Flares zijn plotselinge flitsen van helderheid van het oppervlak van de zon. Ze geven ongelooflijke hoeveelheden energie en straling af. Soms gaan flares ook gepaard met massale releases van oververhit plasma van de zon, coronale massa-ejecties genoemd. Deze uitbarstingen kunnen op aarde en andere planeten wat "ruimteweer" wordt genoemd (zoals weergaven van noordelijk en zuidelijk licht).

Nanoflares zijn een ander soort zonnevlam. Ten eerste barsten ze voortdurend uit, knetterden ze mee als talloze kleine waterstofbommen. Ten tweede zijn ze erg, erg heet en worden ze tot 18 miljoen graden Fahrenheit. Dat is heter dan de corona, die meestal een paar miljoen graden is. Beschouw ze als een zeer hete soep, die langs het oppervlak van een fornuis borrelt en de atmosfeer erboven opwarmt. Met nanoflares is de gecombineerde verwarming van al die constant kleine explosies (die zo krachtig zijn als waterstofbomexplosies van 10 megaton) waarschijnlijk de reden waarom de coronosfeer zo heet is.  

Het idee van nanoflare is relatief nieuw en pas recent zijn deze kleine explosies ontdekt. Het concept van nanoflares werd voor het eerst voorgesteld in de vroege jaren 2000 en werd begin 2013 getest door astronomen met speciale instrumenten op sonderingsraketten. Tijdens de korte vluchten bestudeerden ze de zon, op zoek naar bewijs van deze kleine flares (die slechts een miljardste van de kracht van een reguliere flare zijn). Meer recentelijk is de Nustar missie, een ruimtegebaseerde telescoop die gevoelig is voor röntgenstralen, keek naar de röntgenemissies van de zon en vond bewijs voor de nanoflares. 

Hoewel het idee van nanoflare het beste lijkt te zijn dat coronale verwarming verklaart, moeten astronomen de zon meer bestuderen om te begrijpen hoe het proces werkt. Ze zullen de zon observeren tijdens "minimum zonne-energie" - wanneer de zon niet vol zit met zonnevlekken die het beeld kunnen verwarren. Vervolgens, Nustar en andere instrumenten zullen in staat zijn om meer gegevens te krijgen om uit te leggen hoe miljoenen kleine flitsen die net boven het zonne-oppervlak afgaan de dunne bovenste atmosfeer van de zon kunnen verwarmen.