اخیراً دانشمندان تعدادی از قوی‌ترین شواهد تا به امروز را یافته‌اند که توضیح می‌دهد چه چیز موجب می‌شود جو بیرونی خورشید بسیار داغ‌تر از سطح آن باشد. مشاهدات جدید در ابعاد کوچک از دماهای بسیاربالایی خبر می دهند که با تنها فرضیه موجود تطابق دارد: نظریه که نانوشعله نامیده می‌شود (ضربه‌هایی پیاپی و ثابت از انفجارهای ناگهانی حرارت، که هیچ یک از آنان به صورت جدا قابل شناسایی نیستند) و این حرارت اضافه مرموز را تأمین می‌کند.

رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا این تصویر را از خورشید در 23 آوریل 2013، در ساعت 1:30 بعد از ظهر EDT، زمانی که EUNIS پرتاب شد، گرفته است. EUNIS بر منطقه فعالی از خورشید تمرکز دارد که به صورت حلقه‌های روشنی در قسمت بالا سمت راست تصویر دیده می‌شود.

آن‌چه شگفت‌انگیزتر به نظر می‌رسد آن است که این مشاهدات جدید تنها حاصل شش دقیقه از داده‌های ارزشمند یکی از ارزان‌ترین انواع پرتابه‌های ناسا که راکتی صوتی است‏، می‌باشد. پرتابه EUNIS که مخفف Extreme Ultraviolet Normal Incidence Spectrograph (طیف‌نگار پرتوی فرودی قائم انتهای فرابنفش) است، در 23 آوریل 2013 پرتاب شد و تصاویری لحظه‌ای از داده‌ها هر 1/3 ثانیه یک بار می‌گرفت تا بتوان ویژگی‌های ماده را در بازه وسیعی از دما در جو پیچیده خورشیدی بررسی کرد.

دمای سطح مرئی خورشید‏، که جو آن نامیده می‌شود‏، حدود 6000 کلوین است‏، در حالی که هاله دور آن (کورونا) به دمایی می‌رسد که 300 برابر داغ‌تر از آن است.

Jeff Brosius فضاشناسی از دانشگاه کاتولیک واشنگتون و مرکز پرواز فضایی گادرد در گرین‌بلت‏، مری‌لند گفت: «این موضوع قسمت کوچکی از یک پازل است». «وقتی اشیاء از یک منبع داغ دورتر می‌شوند، معمولاَ سردتر می‌شوند. وقتی می‌خواهید چیزی را برشته کنید، آن را به آتش نزدیک‌تر می‌کنید‏، نه دورتر».

Brosius اولین نویسنده مقاله‌ای دربردارنده این نتایج است که در 1 اوت 2014‏، در نشریه Astrophysical Journal منتشر شد.

چند نظریه‌ برای نحوه تبدیل انرژی مغناطیسی به حرارت در طول هاله، که موجب افزایش دمای آن می‌شود‏، ارائه شده است. نظریات مختلف پیش‌بینی‌های مختلفی درباره نوع و دمای ماده‌ای که ممکن است قابل‌مشاهده باشد داشته‌اند، اما تعداد کمی از مشاهدات دارای دقت کافی در نواحی به قدر کافی بزرگ بوده‌اند تا بتوان میان این پیش‌بینی‌ها تمایز قائل شد.

درهرحال، راکت EUNIS به یکی از انواع بسیار دقیق ادواتی که طیف‌نگار نام دارد‏، مجهز شده است. طیف‌نگارها با ثبت طول موج‌های مختلف نور، اطلاعاتی در خصوص این‌که در دمایی معین چه میزان ماده وجود دارد، جمع‌آوری می‌کند. برای مشاهده طول موج‌ها در انتهای فرابنفش، که برای تمییز دادن میان نظریات مختلف درباره حرارت هاله خورشید لازم است، تنها چنین ابزاری است که می‌تواند در فضا، بالاتر از جو کره زمین‏، که نور فرابنفش را مسدود می‌کند، به درستی کار کند. بنابراین EUNIS سوار بر راکتی صوتی، از حدود 200 مایل بالاتر از زمین پرتاب می‌شود. راکت صوتی نوعی از پرتابه‌های ناساست که تنها 15 دقیقه یا بیشتر پرواز می‌کند که شش دقیقه مشاهدات ارزشمند از بالای هوای زمین جمع می‌کند.

EUNIS در طول پروازش منطقه از پیش تعیین‌شده‌ای از خورشید را پویش می‌کند‏، که تصور می‌شود به لحاظ مغناطیسی پیچیده است‏، که منطقه فعال نام دارد‏ و اغلب می‌تواند منبع شعله‌های بزرگ‌تر و بیرون‌رانی جرم‌هایی از هاله خورشید باشد. وقتی که نور از این منطقه به سمت طیف‌نگار جریان می‌یابد، این ابزار نور را به دو طول موج مختلف آن مجزا می‌کند. به جای آن‌که تصویری معمولی از خورشید تولید شود‏، طول موج‌هایی که میزان نور بیشتری دارند، هر یک با خطی عمودی که خط گسیل نامیده می‌شود، نمایش داده می‌شوند. هر خط گسیل نیز به نوبه خود ماده‌ای را در دمایی منحصر به فرد در خورشید نشان می‌دهد. تحلیل‌های بیشتر می‌تواند شدت و جابه‌جایی ماده را نیز معین کند.

طیف‌نگار EUNIS تبدیل به گستره‌ای از طول موج‌های مفید برای شناسایی ماده در دمای 10 میلیون کلوین (دمایی که وجه مشخصه نانوشعله‌ها است)‏، شده است. دانشمندان تصور می‌کنند هزاران نانوشعله توانسته‌اند مواد خورشیدی را در جو تا دمای 10 میلیون کلوین بالا ببرند. این مواد به سرعت سرد می‌شوند و ماده خورشیدی وسیعی را در دمای 1 تا 3 میلیون درجه به وجود می‌آورد که معمولاَ در هاله خورشید دیده می‌شود.

درهرحال، حضور کم‌رنگ آن ماده بی‌نهایت داغ باید باقی بماند. تیم EUNIS با نگاه به آن شش دقیقه داده، طول موجی از نور را در اطراف آن ماده 10 میلیون درجه‌ای شناسایی کرد. نمایش این خط گسیل کم‌رنگ موفقیت چشم‌گیر دقت و تفکیک‌پذیری ابزار EUNIS بود. این طیف‌نگار توانست به روشنی و بدون ابهام مشاهداتی را که نشان‌دهنده مواد بی‌نهایت داغ بود، از یکدیگر تمییز دهد.

Brosius گفت: «این واقعیت که ما توانستیم این خط گسیل را با وضوح بسیاری از همسایگان آن تشخیص دهیم، همان چیزی است که موجب می‌شود طیف‌نگاران دیگر نیز همانند من شب‌ها را با هیجان بیدار بمانند». «در حقیقت این خط محو در چنین بخش وسیعی از منطقه فعال، قوی‌ترین مدرک را تا به امروز در خصوص وجود نانوشعله‌ها در اختیار ما می‌گذارد».

در خصوص سازوکارهایی که به این انفجارهای ناگهانی حرارت، یعنی نانوشعله‌ها، انرژی می‌دهد، انواع نظریات وجود دارد. به علاوه، توضیحات دیگری در این باره که چه چیز هاله خورشید را گرم می‌کند، ارائه شده است. با بهبود ابزارها و ادوات، دانشمندان مشاهدات تکمیلی خود را جمع‌آوری و به بررسی هرچه بیشتر این ایده‌ها ادامه خواهند داد. با این حال، نظریه دیگری که ماده‌ای را با این دما در هاله خورشید پیش‌بینی کند، وجود ندارد و این شاهد محکمی به نفع نظریه نانوشعله است.

Adrian Daw، بازرس اصلی کنونی EUNIS در گادرد گفت: «این شاهدی غیرقابل انکار برای نانوشعله ها است». «و نشان می‌دهد که این راکت‌های صوتی کوچک‌تر و ارزان‌تر می‌توانند دانش واقعاَ محکمی تولید کند».

علاوه بر کاهش هزینه‌ها، راکت‌های صوتی بستر آزمایشی ارزشمندی برای آن فناوری فراهم می‌کنند که می‌تواند بعداَ برای مأموریت‌های فضایی طولانی‌تر به پرواز درآید. مزیت دیگر راکت‌های صوتی آن است که این ادوات به زمین برمی‌گردند بنابراین می‌توانند بازیابی شده و مورد استفاده دوباره قرار گیرند. پرتابه EUNIS مجدداَ برای تمرکز بر مجموعه متفاوتی از طول موج‌های خورشید (آن‌هایی که می‌توانند مواد بی‌نهایت داغ را که نشانگر نانوشعله‌ها هستند، مشخص کند) تنظیم خواهد شد و برای زمانی در 2016 دوباره به پرواز در خواهد آمد.

منبع: Why is the Sun's atmosphere so much hotter than its surface?

مرجع: EVIDENCE FOR NANOFLARE HEATING