W koronie słonecznej istnieją gigantyczne fale dźwiękowe. Ich zbadanie pomoże wyjaśnić, dlaczego w tej warstwie panują temperatury rzędu milionów kelwinów, mimo że powierzchnia Słońca ma temperaturę tysiąc razy niższą.

Fale istnieją w pętlach koronalnych – długich “włóknach” naładowanego gazu, zaczepionych oboma końcami na powierzchni gwiazdy. Pętle odzwierciedlają układ linii pola magnetycznego w zewnętrznej atomsferze Słońca. Ponieważ zawierają gaz ograniczony nieprzepuszczalną dla dźwięku próżnią, z punktu widzenia akustyki zachowują się podobnie jak gigantyczne piszczałki.

Pierwsze oscylacje pętli koronalnych zostały zaobserwowane w 2002 roku, ale trudno było rozstrzygnąć, czy są to istotnie fale dźwiękowe. Ponieważ pętle koronalne “podążają” za liniami pola magnetycznego, drgania mogły być też wynikiem zmian pola magnetycznego.

Nowe pomiary, wykonane przy pomocy obserwatorium SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), potwierdzają, że drgania materii w pętlach koronalnych są wynikiem fluktuacji ciśnienia gazu, a zatem w pętlach istnieją fale akustyczne. Badania prowadzone były pod kierunkiem Youry Taroyana z University of Sheffield.

Transition Region and Coronal Explorer

Film, wykonany przy pomocy satelity NASA TRACE, ukazuje oscylacje w pętlach koronalnych, wywołane eksplozjami.

Okazało się, że fale są wyzwalane przez eksplozje, nazywane mikrorozbłyskami (ang. microflares), które zachodzą w niższej części atmosfery Słońca i mają energię porównywalną do energii wybuchu milionów bomb wodorowych. Fale akustyczne powstają, gdy taka eksplozja zajdzie w punkcie “dowiązania” pętli do Słońca i istnieją przez około godzinę. Niosą bardzo dużą energię – prędkość akustyczna powstałej fali może sięgać nawet dziesiątek kilometrów na sekundę.

Zbadanie tych fal prawdopodobnie pomoże też rozwiązać zagadkę dużej temperatury korony. Ma ona temperaturę milionów stopni, podczas gdy widoczna powierzchnia Słońca, która leży dwie warstwy niżej, ma tylko kilka tysięcy stopni.

Same fale dźwiękowe nie mają tyle energii, aby dostarczyć odpowiednią dla takiej różnicy temperatur ilość ciepła. Jednak sposób, w jaki zachodzą drgania w pętlach koronalnych, rzuca światło na właściwości korony. W szczególności, poprzez zbadanie tych fal można dowiedzieć się wiele o sposobie przekazywania energii w obrębie korony. Naukowcy w ten sposób są w stanie wyznaczyć przepływ ciepła jako funkcję czasu i przestrzeni.

Naukowcy od dawna wiedzieli, że fale dźwiękowe są obecne we wnętrzach gwiazd, a ich badanie dostarcza informacji o wewnętrznej strukturze danej gwiazdy. Badacze stworzyli plik dźwiękowy, który pokazuje, jak brzmiałyby dźwięki wewnątrz Słońca. Nie ma jeszcze symulacji, jak słyszelibyśmy fale w pętlach koronalnych, ale najprawdopodobniej brzmiałyby one jak pojedyncze, głośne: “bum!”.

Inne filmy i pliki dźwiękowe można znaleźć na stronie Prof. Roberta Erdelyi.