Een internationaal consortium van astronomen heeft een nieuwe verklaring aangedragen voor de aard van spicules, de kenmerkende plasmastralen die in de atmosfeer van de zon voorkomen. Waar men voorheen dacht dat dit losstaande jets waren, suggereert recent onderzoek dat er sprake is van een optische illusie veroorzaakt door complexe, driedimensionale structuren.
De studie is het resultaat van een samenwerking tussen onderzoekers van de University of Newcastle, de University of Sheffield en het Indian Institute for Astrophysics. Spicules manifesteren zich als spike-achtige geisers van plasma die met een snelheid van tientallen kilometers per seconde omhoog schieten, om na enkele minuten weer terug te keren naar het oppervlak. Lange tijd werden deze fenomenen beschouwd als miniaturen van plasmatornado's, waarbij elke individuele straal als een apart object werd gezien. Echter, volgens universetoday.com wordt dit beeld nu fundamenteel herzien.
Van individuele jets naar plasmagordijnen
Het nieuwe bewijs wijst erop dat de spicules in werkelijkheid geen tweedimensionale spikes zijn, maar complexe 'gordijnen' van plasma. In plaats van losse cilinders maken deze structuren deel uit van een gevouwen en rimpelend magnetisch veld, dat zich gedraagt als een gigantische atmosferische draperie.
Omdat waarnemingen vanuit de richting van de aarde in essentie een tweedimensionaal perspectief bieden — zeker bij observaties aan de rand van de zon — ontstaan er overlappende plooien van plasma. Dit creëert de visuele impressie van een reeks losstaande, draaiende jets. Zoals beschreven door , biedt dit inzicht een geheel nieuwe kijk op het gedrag van plasma in de lagere zonneatmosfeer.
De rol van geavanceerde simulaties
Opvallend is dat deze ontdekking niet is voortgekomen uit nieuwe data van ruimtesondes zoals de Parker Solar Probe of de Solar Orbiter, maar uit geavanceerde computermodellen. De wetenschappers maakten gebruik van de simulatietool 'Pencil Code' om de magnetohydrodynamica nauwkeurig in kaart te brengen. Deze modellen bestudeerden het volledige traject, beginnend bij de convectiezone onder het zonneoppervlak tot aan de lagere corona.
Een centraal concept in dit model is de zogenaamde 'akoestische hamering'. De kolkende plasma-korrels onder het oppervlak van de zon oefenen een constante druk uit op de atmosfeer, wat vergelijkbaar is met het slaan op een trommel. Deze mechanische beweging stuurt geluidsgolven de atmosfeer in. In de context van de zon gaat het hierbij om magnetohydrodynamische golven die de magnetische veldlijnen volgen. Naarmate deze golven stijgen en het gas ijler wordt, transformeren ze in krachtige boegschokken.
Impact op het begrip van de zonnecorona
Wanneer deze schokgolven uiteindelijk breken, worden delen van de atmosfeer met grote kracht omhoog gestuwd. Dit proces vormt de gigantische plasmagordijnen die gigantisch kunnen zijn. Volgens de analyse van is dit het exacte mechanisme dat de schijnbare spicules creëert.
Deze doorbraak is van groot belang voor het oplossen van het 'coronale verhittingsprobleem'. Dit is de wetenschappelijke paradox waarbij de buitenste laag van de zon, de corona, aanzienlijk heter is dan het oppervlak van de ster zelf. Door de werkelijke structuur van de spicules te begrijpen, komen astronomen een stap dichter bij een verklaring voor dit langdurige mysterie. De volledige details van dit onderzoek zijn terug te vinden via .