Új Szó, 2021. május (74. évfolyam, 100-123. szám)
2021-05-12 / 107. szám
Minél magasabbra emelkedünk a Nap felszíne fölé, annál forróbbá válik a naplégkör, végül a hőmérséklet akár az 1-3 millió fokot is eléri a naplégkör legkülső rétegében, a napkoronában (Shutterstock) Hogyan nyerhető hatalmas mennyiségű energia a Nap fotoszférájából? ÖSSZEFOGLALÓ Erdélyi Róbert és Marco Stangalini vezetésével egy nemzetközi kutatócsoportnak sikerült közvetlen megfigyelésekkel egyedülálló torziós mágneses plazmahullámokat felfedeznie a Nap felszínén. E nehezen észlelhető hullámokat Alfvén-hullámoknak is nevezik Hannes Alfvén után, aki 1947-ben elméleti alapon előre jelezte létüket, és úttörő felfedezésért 1970-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat. Az AlfVén-hullámok napfelszínen történő közvetlen észleléséről a Nature Astronomy folyóiratban számoltak be a kutatók. Matematikai előrejelzésük után nem sokkal világossá vált az is, milyen jelentős hatást gyakorolhatnak ezek a mágneses plazmahullámok számos kutatási területre, beleértve például a neutrínófizikát vagy a csillagközi anyag fizikáját. Annak megértése, hogy milyen szerepet játszanak e hullámok a szupernagytömegű fekete lyukak körül zajló részecskegyorsításban, magfúziós folyamatokban, illetve számos ipari alkalmazás tekintetében (pl. metallurgia, lézer plazmák), ma is népszerű kutatási területet jelent. E titokzatos hullámok jelentőségét az a képességük adja, hogy tisztán mágneses természetük jóvoltából nagyon nagy távolságra tudnak energiát és információt szállítani. Valóban észleltek is hasonló, a Napból eredeztethető hullámokat a napszélben és a bolygóközi térben, még a Földhöz igen közel is. Az AlfVén-hullámok energiaszállító kapacitása a nap- és plazmaasztrofizika számára alapvető fontosságú kérdés, mivel a naplégkör és a csillaglégkörök extrém mértékben magas, akár néhány millió fokos hőmérsékletre történő fűtése immár több mint egy évszázada megmagyarázatlan rejtélyt jelent. Minél magasabbra emelkedünk ugyanis a Nap fotoszférának nevezett felszíne fölé, annál forróbbá válik a naplégkör, míg végül a hőmérséklet akár az 1-3 millió fokot is eléri a naplégkör legkülső rétegében, a napkoronában. A Nap légkörét mágneses terek járják át, melyeket „kötegekben” figyelhetünk meg. Ezeket gyakran mágneses fluxuscsövekként értel; mezik. Egy homogén mágneses fluxuscsőben az AlfVén-hullámok vagy ; tengelyszimmetrikus, vagy pedig antiszimmetrikus torziós perturbációkként jelennek meg. Összenyomhatatlanságuk miatt az ; AlfVén-hullámok a Napon legnehezebben megfigyelhető hullámoknak számítanak, közvetlen detektálásuk komoly kihívást jelentett a kutatók; nak. Ezek a mágneses hullámok nem i „láthatók”, csupán a mágneses és : sebességterek egyes speciális kom: ponenseiben általuk kiváltott zavarok mérhetők. E különleges tulajdonságok „elrejtették” az AlfVénhullámokat a Nap felszínén, egészen mostanáig. A csaknem fél évszázada megjósolt antiszimmetrikus torziós hullámok létezését a Nap mágneses flu; xuscsöveiben most sikerült először megerősíteni, a naplégkör nagy tér- és időbeli felbontású spektropolarimetriai megfigyelését lehetővé tevő IBIS műszernek köszönhetően. A hullámokat a kutatók olyan hatékony mechanizmusként azonosították, amely a Nap fotoszférájából hatalmas mennyiségű energiát képes kivonni, amit aztán elszállíthat a naplégkör felsőbb rétegeibe, vagy akár a bolygóközi térbe is. A kutatók emellett korszerű, 3 dimenziós numerikus szimulációkat is készítettek, hogy további betekintést nyerjenek a hullámok keltéséért felelős folyamatokba. A nemzetközi kutatócsoportot Erdélyi Róbert, az ELTE professzora, a Sheffieldi Egyetem Napfizikai és Űrplazma Kutatóközpont (SP2RC) vezetője, a Magyar Napfizikai Alapítvány kuratóriumának elnöke és Marco Stangalini, az Olasz Űrügynökség (ASI) munkatársa vezeti. A kutatásban részt vettek további 7 kutatóintézet és egyetem tudósai, akik ezáltal számos különböző és egymást kiegészítő terület szaktudását egyesítették, melyek a spektropolarimetriai adatok és a korszerű numerikus szimulációk értelmezéséhez és felhasználásához szükségesek. „Ez egy valóban lenyűgöző és rendkívül izgalmas kutatási együttműködés volt. Az, hogy sikeresen azonosítsuk ezeknek a világegyetemünk anyagának negyedik halmazállapotában jelen lévő, roppant különös mágneses hullámoknak a rejtélyes nyomait, igen ritka lehetőség - mondta Erdélyi Róbert. „Éles nemzetközi verseny folyik, melynek célja, hogy torziós Alfvénhullámokat találjunk a természetben. Ez sok vezető kutatásfinanszírozó ügynökség, így például az ES A, a NASA, az STFC (Egyesült Királyság) és a JAXA (Japán) számára is stratégiai kutatási terület, éppen azért, mert ezek a mágneses hullámok akár 30 millió fokra is képesek felfüteni a plazmát. Ha egyszer végre teljes egészében megértenénk, hogyan zajlik ez a fűtés, lemásolhatnánk a természetet, és ingyenes, zöld energiához juthatnánk, hogy megmentsük a bolygót. Ha nem cselekszünk azonnal, túl késő lehet, tekintve a globális csúcstechnológiás társadalmunk és teljes technoszféránk fenntartásához szükséges energiamennyiség nagyságát” - tette hozzá. A torziós AlfVén-hullámok közvetlen felfedezése a Nap fotoszférájában, azaz csillagunk energiatárházának felszínén, csupán az első lépés e mágneses hullámok kapacitásainak és adottságainak teljes kihasználása felé. Immár további kiváló lehetőségek is rendelkezésre állnak az AlfVén-hullámok jelentőségének kutatására. (ELTE) emelkedés 1,5 fokos hőemelkedésnél feleződne a tengerszint Az elemzés szerint a grönlandi jégtakarók olvadásának tulajdonítható tengerszint-emélkedés 70 százalékkal csökkenne, míg a szárazföldi gleccserek hozzájárulása nagyjából megfeleződne (Shutterstock) A globális felmelegedés 1,5 Celsius-fokban való maximálásával csupán feleannyit emelkedne a század végéra a globális tengervízszint a jégtakarók olvadása miatt, mint azt a jelenlegi előrejelzések mutatják - derült ki egy nagyszabású tanulmányból. A kutatók azt vizsgálták, hogy miként fognak reagálni a bolygó fagyott régiói az egyre erősödő üvegházhatásúgáz-kibocsátásra. Az 1993 óta bekövetkezett globális tengerszint-emelkedés csaknem feléért az olvadó szárazföldi jég a felelő és a szakemberek már jó ideje arra figyelmeztetnek, hogy az antarktiszi jégtakarók még a legpesszimistább forgatókönyveknél is gyorsabb ütemben tűnnek el. Egy csaknem 50 fos nemzetközi kutatócsoport most több száz olvadásszimulációt vetett össze az Antarktisz és Grönland jégdzsungeleiről, amelyek együttesen elegendő fagyott vizet tartalmaznak ahhoz, hogy mintegy 65 méterrel megnöveljék a világ tengereit. A klímakutatók emellett figyelembe vették a Föld több mint 220 ezer gleccserének olvadási modelljeit is. A Nature című tudományos folyóiratban publikált tanulmány szerint 1,5 Celsius-fokos globális hőmérséklet-emelkedés esetén a jégolvadásból származó átlagos tengerszint-emelkedés 13 centiméter lenne a század végéig, szemben a jelenleg előre jelzett 25 centiméterrel. Az elemzés szerint a grönlandi jégtakarók olvadásának tulajdonítható tengerszint-emelkedés 70 százalékkal csökkenne, míg a szárazföldi gleccserek hozzájárulása nagyjából megfeleződne. Az Antarktisz esetében azonban nem voltak ennyire egyértelműek az előrejelzések. A számítások azt mutatták, hogy 95 százalék az esély arra, hogy az Antarktisz kevesebb mint 56 centiméterrel járul hozzá a tengerszintemelkedéshez 2100-ra. Egy „pesszimistább forgatókönyv” szerint azonban a jeges kontinens hozzájárulása akár ennél is nagyobb lehet, még akkor is, ha sikerül másfél fokban maximalizálni a felmelegedést.
