โดยปกติเมื่อคุณย้ายออกจากแหล่งความร้อน มันจะเย็นลง ไม่เช่นนั้นในบรรยากาศของดวงอาทิตย์สุริยุปราคาเต็มดวงจะส่องแสงบนชั้นบรรยากาศที่ยากจะเข้าใจของดวงอาทิตย์ เมื่อดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์ ในที่สุดก็เป็นไปได้ที่จะเห็นว่าเมฆพลาสม่าที่กระจายตัวซึ่งเรียกว่าโคโรนานี้ถูกสร้างด้วยแม่เหล็กเป็นวงที่สวยงามได้อย่างไร วัสดุที่มีความหนาแน่นประมาณหนึ่งในล้านล้านของพื้นผิวสุริยะ จากรูปลักษณ์ที่ละเอียดอ่อนและโปร่งแสง คุณอาจคาดหวังว่าโคโรนาจะอยู่ที่ดวงอาทิตย์ตกเย็น
ที่ไม่อาจผิดมากขึ้น โคโรนาเป็นไฟนรกที่ร้อนระอุอย่างลึกลับซึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากเพียงไม่กี่พันองศาเป็นหลายล้านองศา ทำไม
“มันเป็นคำถามที่ยาวที่สุดคำถามที่ไม่มีคำตอบในฟิสิกส์สุริยะทั้งหมด” Paul Bryans จากหอสังเกตการณ์ระดับความสูงที่ศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติในโบลเดอร์ เมืองโคโล กล่าว “มีแนวคิดที่แตกต่างกันมากมายเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นที่นั่น แต่ มันยังเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก” ข้อมูลที่รวบรวมในช่วงสุริยุปราคาวันที่ 21 สิงหาคมอาจทำให้นักวิทยาศาสตร์ใกล้ชิดกับการถกเถียงกันมากขึ้น
ดวงอาทิตย์ตกที่อุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียสที่พื้นผิวที่มองเห็นได้ นั่นคือโฟโตสเฟียร์ แต่ก๊าซที่อยู่เหนือโฟโตสเฟียร์ถูกทำให้ร้อนถึงประมาณ 10,000 องศาเซลเซียส จากนั้นในโคโรนา อุณหภูมิจะทำให้กระโดดขึ้นอย่างรวดเร็วถึงหลายล้านองศา
“มันขัดกับสัญชาตญาณที่ว่าเมื่อคุณย้ายออกจากแหล่งความร้อน มันจะอุ่นขึ้น” ไบรอันส์กล่าว การกระจายตัวของโคโรนาทำให้ความร้อนของมันแปลกไปกว่าเดิม วิธีพื้นฐานที่สุดในการให้ความร้อนกับวัสดุต้องอาศัยอนุภาคที่ชนกัน แต่โคโรนานั้นบอบบางเกินกว่าจะทำงานได้
สุริยุปราคาทำให้เกิดการจัดเรียงที่ผิดปกตินี้ขึ้นเป็นครั้งแรก นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน วอลเตอร์ โกรเตเรียน สังเกตเส้นสเปกตรัม ซึ่งเป็นรอยนิ้วมือขององค์ประกอบที่ปรากฏขึ้นเมื่อแสงถูกแบ่งออกเป็นความยาวคลื่นของส่วนประกอบ ซึ่งปล่อยโดยโคโรนาในช่วงสุริยุปราคาเต็มดวงในปี พ.ศ. 2412
ในตอนแรกนักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าเส้นเหล่านี้เกิดจากองค์ประกอบใหม่ที่เรียกว่าโคโรเนียม แต่ Grotrian ตระหนักว่าอะตอมของเหล็กที่ดึงอิเล็กตรอนหลายตัวออกจากกันโดยความร้อนนั้นมีความรับผิดชอบ เส้นเหล็กเหล่านี้ในโคโรนายังคงใช้ในการวัดอุณหภูมิ: ยิ่งสูญเสียอิเล็กตรอนมาก วัสดุในโคโรนาก็จะยิ่งร้อนขึ้น ( SN Online: 6/16/17 )
อุณหภูมิที่สูงมากเช่นนี้มีส่วนเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กของโคโรนาซึ่งอาจเป็นแหล่งสะสมพลังงานทั้งหมด เมื่อพลังงานอยู่ที่นั่นแล้ว โคโรนาจะปล่อยมันออกไปได้ยาก ดังนั้นมันจึงก่อตัวขึ้น วิธีการส่วนใหญ่ที่วัสดุปล่อยพลังงาน – ดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอม เร่งอิเล็กตรอนเหล่านั้นเพื่อให้ปล่อยรังสีเอกซ์และอนุภาคของแสงอัลตราไวโอเลต – หมดไปแล้วในโคโรนา
Amir Caspi จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในโบลเดอร์ โคโลกล่าวว่า “เรารู้ว่ามีพลังงานเข้ามา และยากที่จะเอามันออกไปได้ เว้นแต่คุณจะร้อนจัด” “สิ่งที่เราไม่เข้าใจก็คือพลังงานนั้นเข้าสู่โคโรนาได้อย่างไร ในที่แรก.”
นักฟิสิกส์มีแนวคิดหลายประการ
บางทีเส้นสนามแม่เหล็กวนรอบโคโรนาอาจสั่นเหมือนสายกีตาร์ ทำให้ร้อนขึ้น คล้ายกับไมโครเวฟที่อุ่นอาหาร บางทีจุดยึดแม่เหล็กของห่วงเหล่านั้นบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์บิดเบี้ยวและบิดสนามแม่เหล็กเหนือพวกมัน ปล่อยพลังงานที่แผ่ออกไปอย่างต่อเนื่องเหมือนองค์ประกอบความร้อนในเครื่องปิ้งขนมปัง
หรือบางทีการระเบิดเล็กๆ ที่เรียกว่านาโนแฟลร์ หรือไอพ่นที่เรียกว่า spicules จะนำพลังงานออกจากโฟโตสเฟียร์และเข้าไปในโคโรนา การก่อตัวของลูปโคโรนัลใหม่ที่เชื่อมต่อกับลูปที่มีอยู่สามารถทิ้งพลังงานพิเศษเพียงพอที่จะทำให้พลาสม่าร้อนขึ้น
ในช่วงสุริยุปราคา นักวิทยาศาสตร์หลายสิบกลุ่มทั่วประเทศจะใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีตัวกรองเพื่อเลือกแสงโพลาไรซ์ แสงอินฟราเรด หรืออะตอมของเหล็กที่ปราศจากอิเล็กตรอนเพื่อค้นหาคำตอบ ไบรอันส์และเพื่อนร่วมงานของเขาจะอยู่บนยอดเขาใกล้กับแคสเปอร์ รัฐไวโอ ในเส้นทางแห่งความสมบูรณ์ ที่นั่น ทีมงานจะถ่ายภาพด้วยคลิปที่รวดเร็วทั้งความยาวคลื่นภาพและอินฟราเรด เพื่อทำแผนที่ว่าโคโรนาเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนผ่านดวงอาทิตย์ (ฉันจะอยู่ที่ไวโอมิงกับทีมนี้ในวันที่เกิดคราสและจะแบ่งปันเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดลองที่เกิดขึ้น)
“เราสามารถดูว่าสิ่งต่าง ๆ เปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเราเคลื่อนตัวจากพื้นผิวขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ” ไบรอันส์กล่าว “การเปลี่ยนแปลงนั้นเชื่อมโยงกับการทำความเข้าใจว่าโคโรนาได้รับความร้อนอย่างไร”
น่าจะเป็นกลไกทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์คิดขึ้นเองมีส่วนทำให้เกิดความร้อนจัดของโคโรนา เป็นการยากที่จะประกาศสิ่งที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียว แต่ท้ายที่สุด สุริยุปราคาเป็นโอกาสที่ดีที่สุดที่นักวิทยาศาสตร์จะต้องทำการทดสอบ เป็นครั้งเดียวที่โคโรนาเป็นดาวเด่นของงานโซลาร์โชว์
ด้วยการชนกันของดาวนิวตรอน นักล่าคลื่นโน้มถ่วงยังคงประสบความสำเร็จอย่างต่อเนื่อง การพบเห็นเกิดขึ้นเพียงไม่กี่วันหลังจากตรวจพบหลุมดำที่รวมตัวกันสองหลุม — หลุมที่สี่ของ LIGO และหลุมแรกที่ทำร่วมกับชาวราศีกันย์ ( SN: 10/28/17, p. 8 ) มีรายงานการควบรวมกิจการหลุมดำครั้งที่ห้าในเดือนพฤศจิกายน ( SN Online: 11/16/17 ) ขณะนี้ LIGO และ Virgo ถูกปิดสำหรับการอัพเกรดจนถึงฤดูใบไม้ร่วงปี 2018 เครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงเพิ่มเติม เช่น KAGRA ในญี่ปุ่นและ LIGO-India ได้รับการวางแผนสำหรับอนาคต เพื่อเติมเครือข่ายทั่วโลกสำหรับการตรวจสอบ temblors ของสวรรค์
