Miért 150-szer forróbb a Nap külső légköre, a korona, mint az égitest felszíne? – ez a rejtély régóta foglalkoztatja a tudósokat, mert a hagyományos gondolkodásunk alapján minél távolabbra kerülünk a hőforrástól, annál hűvösebbnek kell lennie. Daniele Telloni és csapata most egy merész űrmanőver koordinálásával a Solar Orbiter Metis műszerével sikeresen rögzítette a napkorona nagyméretű szerkezetének és a plazma mikrofizikai tulajdonságainak első egyidejű mérését, és ebből kiderült, hogy a turbulencia kulcsfontosságú szerepet tölt be az energia átvitelében, hasonlóan egy csésze reggeli kávé megkeveréséhez – végső soron tehát a korona felmelegítéséhez.

Ez az úttörő eredmény, amelyet tudományos együttműködés és két űrhajó, az ESA Solar Orbiter és a NASA Parker Solar Probe “kozmikus precíziós balettje” vezérelt, döntő betekintést nyújt a turbulencia és a mágneses energiaátvitel természetébe a szoláris légkörben, és jelentős ugrást jelent a megoldás felé. Bár munka még akad bőven, ez az első ígéretes lépés a Napunk perzselő koronája titkainak a megfejtésében.

Míg a Nap felszíne 6000 Celsius-fok körüli, a korona eléri az egymillió Celsius-fok feletti hőmérsékletet – és ez a jelenség 65 éve ejti zavarba a tudósokat. A megfejtés kulcsa annak megértésében rejlik, hogy hogyan jut el ez a rengeteg energia a koronába. A kutatók azt már eddig is gyanították, hogy a Nap légkörében fellépő turbulencia felelős lehet a plazma felmelegedéséért a koronában, de a szükséges adatok összegyűjtése kihívást jelentett. Ennek kivizsgálásához két űreszközre volt szükség: egyre a távérzékeléshez, egy másikra pedig az in situ (helyi) mérésekhez.

Az Európai Űrügynökség Solar Orbiter és a NASA Parker Solar Probe szondája a műszerek tökéletes kombinációját biztosította ehhez a küldetéshez. A Solar Orbiter nagyméretű képeket tudott készíteni a koronáról, míg a Parker Solar Probe in situ méréseket végzett a Naphoz közelebb. Ahhoz azonban, hogy a két űreszközt egyidejű mérésekhez igazítsa, a Solar Orbiternek pontos manővert kellett végrehajtania.

Daniele Telloni, az Olasz Nemzeti Asztrofizikai Intézet kutatója 2022. június 1-jén azonosított egy beállítási lehetőséget: egy 45 fokos fordulatot végrehajtva és a Solar Orbiter tájolását a naptól kissé elfordítva sikeresen behozták a Parker Solar Probe-t a Solar Orbiter Metis műszerének a látómezejébe. Ez a beállítás aztán lehetővé tette a napkorona nagyméretű konfigurációjának és a plazma mikrofizikai tulajdonságainak az első egyidejű mérését. Az összegyűjtött adatok segítségével pedig a tudósok immár képesek voltak megbecsülni a korona felmelegedésének a sebességét.

Ennek a mért sebességnek az elméleti előrejelzésekkel való összehasonlítása alátámasztotta azt az elképzelést, hogy a turbulencia döntő szerepet játszik a fentebb említett energiaátvitelben. A korona turbulenciája egy csésze kávé keveréséhez hasonlóan működik, véletlenszerű mozgásokat hozva létre, amelyek kisebb léptékévű alakítják át és továbbítják az energiát, amely végül hővé alakul. Mindez kiegészül még azzal is, hogy mivel a korona mágnesezett, így ez mágneses energia is hozzájárulhat ehhez a melegítési folyamathoz.

Habár további kutatásokra még szükség lesz, ez az első egyidejű mérés az egyik alapvető lépés a Nap rejtélyének a végleges megfejtéséhez.

(Kép: Flickr/Kanijoman)