Słońce to gigantyczna kula plazmy o średnicy 1 392 680 kilometrów. Oznacza to, że wzdłuż średnicy Słońca można by ustawić 109 planet takich jak Ziemia. Powierzchnia Słońca ma temperaturę „zaledwie” 5500 stopni Celsjusza. To zresztą temperatura normalna dla tej kategorii gwiazd. Co jednak ciekawe i nieco nieintuicyjne, gdy zaczynamy oddalać się od Słońca, temperatura nie spada, a rośnie i to na dodatek spektakularnie. 5500 stopni Celsjusza na powierzchni w najbardziej zewnętrznej warstwie atmosfery, znajdującej się miliony kilometrów od powierzchni zamienia się w rekordowe dwa miliony stopni Celsjusza. Nad tym, jaki proces prowadzi do wzrostu temperatury wraz z odległością od źródła ciepła astronomowie, a przede wszystkim heliofizycy głowią się od ponad ośmiu dekad.
Aby wyjaśnić to nietypowe zjawisko naukowcy musieli zagłębić się w siły i procesy napędzające Słońce. Gwiazdy są utrzymywanymi grawitacyjnie burzliwymi sferami gorącej plazmy, a więc zjonizowanej materii, która silnie oddziałuje z polami elektromagnetycznymi. Liczne linie pola elektromagnetycznego prowadzą do stałego mieszania się materii zarówno we wnętrzu, jak i na powierzchni Słońca. Tuż nad fotosferą, czyli najniższą warstwą atmosfery Słońca, linie pola magnetycznego bezustannie się rozciągają, plączą, przerywają i ponownie się ze sobą łączą. To właśnie ten taniec materii podążającej wzdłuż linii pola magnetycznego prowadzi do powstawania silnych rozbłysków słonecznych, czy koronalnych wyrzutów masy, które mają bezpośredni wpływ na pogodę kosmiczną odczuwalną w całym Układzie Słonecznym.
Czytaj także: Spektakularna fontanna plazmy o wysokości 100 000 kilometrów. Takie rzeczy tylko na Słońcu
Proces gwałtownej rekoneksji magnetycznej, czyli szybkiej zmiany układu linii pola magnetycznego, w miejscu połączenia uprzednio zerwanych linii dochodzi do bardzo silnego rozgrzania plazmy wskutek anihilacji pola magnetycznego. To właśnie w ten sposób ogromne ilości energii przedostają się do wyższych warstw atmosfery słonecznej, do tak zwanej korony. To z kolei sprawia, że temperatura w koronie rośnie do wartości wielokrotnie wyższych niż te panujące na powierzchni Słońca. Naukowcy uważają, że procesy rekoneksji zachodzą w różnych skalach i to właśnie mniejsze ale liczniejsze procesy rekoneksji na niższą skalę są głównym czynnikiem odpowiedzialnym za inwersję temperatur w atmosferze Słońca.
Problem w tym, że proces ten bardzo trudno zaobserwować z Ziemi. Z jednej strony Ziemia znajduje się 150 milionów kilometrów od Słońca, a więc obserwowanie czegokolwiek o rozmiarach rzędu kilkuset kilometrów jest trudne. Z drugiej natomiast strony Słońce jest niezwykle gorące i jasne, przez co ciężko dostrzec na jego jasnej powierzchni jakiekolwiek procesy zachodzące w niewielkiej skali.
Sonda Solar Orbiter przelatuje obserwuje Słońce z bliska
W 2020 roku Europejska Agencja Kosmiczna wysłała w przestrzeń kosmiczną sondę, której zadaniem jest przyglądanie się Słońcu z bliska. Sonda poruszająca się po eliptycznej orbicie co kilka miesięcy zbliża się do Słońca i obserwuje procesy zachodzące na jej powierzchni w skali, która dotychczas pozostawała dla nas niedostępna.
Czytaj także: Solar Orbiter zbadał warkocz komety Leonard. Co w nim wykrył?
Już podczas pierwszego bliskiego przelotu w pobliżu naszej gwiazdy dziennej, sonda dostrzegła coś zaskakującego. Zdjęcia powierzchni Słońca wykonane w zakresie promieniowania ultrafioletowego ukazały proces rekoneksji magnetycznej zachodzącej w skali zaledwie 390 kilometrów. Obserwując jeden punkt przez godzinę naukowcy byli w stanie dostrzec punkt, w którym dochodzi do anihilacji pola magnetycznego. Temperatura w tym miejscu wynosiła ponad 10 milionów stopni Celsjusza. Co ciekawe, z miejsca tego przez cały ten czas wypływała plazma przemieszczająca się z prędkością rzędu 80 km/s, choć w pewnym momencie doszło do rekoneksji wybuchowej, która trwała zaledwie około czterech minut. Fakt, że oba rodzaje rekoneksji (łagodna i wybuchowa) są w stanie występować obok siebie może tłumaczyć, w jaki sposób tak dużo masy i energii przedostaje się do korony słonecznej, aby ją następnie skutecznie podgrzewać.
Uzbrojeni w tę wiedzę naukowcy spodziewają się teraz dostrzec procesy rekoneksji zachodzące w jeszcze mniejszej skali podczas kolejnych przelotów sondy Solar Orbiter przez peryhelium orbity, czyli w odległości zaledwie 42 milionów kilometrów od Słońca.