Istraživači rješavaju 20-godišnji paradoks u fizici Sunca
Godine 1998., časopis Nature objavio je temeljno pismo u kojem je zaključeno da tajanstveni signal koji je otkriven pri analizi polarizacije sunčeve svjetlosti implicira da je solarna kromosfera (važan sloj Sunčeve atmosfere) praktički nemagnetizirana, u oštrom proturječju s onime u što se do tad vjerovalo. Ovaj paradoks motivirao je laboratorijske pokuse i teorijska istraživanja koja su umjesto rješenja pokrenula nova pitanja, pa čak i navela neke znanstvenike da dovedu u pitanje kvantnu teoriju interakcije tvar-zračenje.
Danas su istraživači iz Instituta Ricerche Solari (IRSOL) u Locarno-Montiju i Instituta de Astrofísica de Canarias (IAC) na Tenerifima pronašli rješenje za ovaj intrigantni paradoks, otvarajući tako novi prozor za istraživanje nedostižnih magnetskih polja solarne kromosfere u sadašnjoj novoj eri solarnih teleskopa velikih otvora.
Prije 25 godina, enigmatski signal otkriven je pri analizi polarizacije sunčeve svjetlosti s novim instrumentom, Zurich Imaging Polarimeter (ZIMPOL), razvijenim u ETH Zurichu, a kasnije instaliranim u IRSOL-u. Taj tajanstveni linearni polarizacijski signal, nastao procesima raspršivanja, pojavljuje se na valnoj duljini neutralne natrijeve linije (tzv. Linija D1), gdje prema kvantnoj mehanici takva raspršena polarizacija ne bi trebala biti prisutna. Taj je signal stoga bio potpuno neočekivan, a njegovo je tumačenje odmah otvorilo intenzivnu znanstvenu raspravu.
Misterij se dodatno povećao dvije godine kasnije, kada je časopis Nature objavio objašnjenje koje implicira da je sloj solarne atmosfere poznat kao kromosfera potpuno nemagnetiziran, u očitom proturječju s utvrđenim rezultatima - istraživači su vjerovali da je (izvan sunčevih pjega) ovo područje prožeto magnetskim poljima u rasponu Gauss. Nova otkrića otvorila su ozbiljan paradoks koji već dugi niz godina izaziva solarne fizičare, pa su čak i pojedine znanstvenike doveli do toga da preispitaju kvantnu teoriju interakcije tvar-zračenje.
Sada, znanstvenici Ernest Alsina Ballester, Luca Belluzzi i Javier Trujillo Bueno pokazuju rješenje ovog paradoksa. Nalazi su postignuti najnaprednijim teorijskim modeliranjem polarizacije solarne linije D1 koja je ikada pokušana, uključujući trogodišnji rad proveden kroz blisku suradnju između Instituta Ricerche Solari (IRSOL) u Locarno-Montiju i grupe POLMAG Instituta de Astrofísica de Canarias (IAC) na Tenerifima.
"Ovaj rezultat ima vrlo važne posljedice. Raspršeni polarizacijski signali, poput onog koji se opaža u D1 liniji natrija, iznimno su zanimljivi jer kodiraju jedinstvene informacije o nedostižnim magnetskim poljima prisutnim u solarnoj kromosferi. Ovaj ključni sloj sučelja Sunčeve atmosfere, koja se nalazi između hladnije fotosfere i korone od milijun stupnjeva, srž je nekoliko trajnih problema u fizici Sunca, uključujući razumijevanje i predviđanje eruptivnih pojava koje mogu snažno utjecati na naše društvo ovisno o tehnologiji", kažu istraživači.
"Poznato je da je magnetsko polje glavni pokretač spektakularne dinamičke aktivnosti solarne kromosfere, ali naše empirijsko znanje o njegovu intenzitetu i geometriji još uvijek je uglavnom nezadovoljavajuće. Rješenje dugogodišnjeg paradoksa polarizacije solarne linije D1 dokazuje valjanost sadašnje kvantne teorije o polarizaciji spektralnih linija i otvara novi prozor ka istraživanju magnetizma solarne atmosfere", dodaju.
Izvor: Physical Review Letters