- 新しいモデルは、コロナの組成が変化し、数分以内に太陽シャワーを引き起こすことを示しています。
- 鉄やシリコンなどの元素はプラズマの冷却と凝縮を促進します。
- このメカニズムは、噴火、彩層の蒸発、コロナループの熱不安定性を結び付けています。
- 『アストロフィジカル・ジャーナル』に掲載されたこの発見により、宇宙天気予報の精度が向上する。
実際の降水は太陽上で起こりますが、水ではありません。 これらは磁場によって誘導されて下降するプラズマの白熱電流である。。として知られるこの現象 太陽の雨は、噴火時の急速な動きにより長年研究者を困惑させてきた。
ハワイ大学の研究チームが、このパズルを解き明かす論文を出版した。 アストロフィジカル·ジャーナルどこで それらは、太陽コロナの化学組成が一定ではないことを示しています。そして、その詳細によってプラズマの冷却と凝縮のテンポが完全に変わります。
太陽の雨とは何か、そしてなぜそれが驚くべきことなのか
地上の雨とは異なり、太陽の雨はコロナで発生し、 太陽の大気圏の最外層であり、非常に高温の層プラズマの小さな領域が急激に冷却され、密度が増加し、高速で下層に落ち込む現象です。不可解なのは、 何時間もかかる代わりに 古典的なモデルによって予測されたように、 噴火の数分以内にプラズマの「液滴」が出現した.
太陽探査機や望遠鏡による観測ではこの加速行動が確認されていたが、計算では再現されなかった。 動機著者らは次のように説明している。 それは、最初から均質で不変の要素の混合であると想定されていたことである。現実をシミュレートする際には、この単純化が大きな負担となりました。
欠けているピース：変化する化学組成を持つクラウン
重要なブレークスルーは、 シミュレーション内の空間と時間によって元素の豊富さが変化する要素の割合の変化を導入することにより、 低い第一イオン化エネルギー 鉄やシリコンのように、 モデルは、これらの領域が非常に効率的な放射体として機能することを明らかにしました。 コロナループの頂点に集中しているとき。
重元素の局所的な過剰 放射線によるエネルギー損失は予想よりもはるかに速いプラズマは急激に冷却され、凝縮する。 ルーク・フシミ・ベナヴィッツ ジェフリー・W・リープ氏とともに、コロナの化学組成を調整することが、望遠鏡で見えるものをシミュレーションで再現するための「スイッチ」となった。
ステップバイステップ：フラッシュからプラズマカスケードへ
すべては、彩層を衝動的に加熱する噴火から始まります。樹冠の下に位置する層。その熱は いわゆる彩層蒸発を引き起こす高密度物質が上昇し、コロナの磁気ループを光球の組成に似たプラズマで満たします。
頂上に着くと、流れは 鉄やシリコンなどの元素をループの最高点に集中させるこの蓄積は、エネルギーを放射する能力が非常に高いため、非常に局所的な冷却を引き起こします。 圧力が下がる近くの環境はより多くのプラズマを提供し、 密度が増加して熱不安定性が引き起こされ、プロセスが加速されます。: 物質が凝縮し、数分以内にコロナシャワーが始まります。
この一連の出来事（噴火、蒸発、重元素の濃縮、爆発的な冷却、そして崩壊）は、太陽活動の監視に特化した機器によって記録された一連の出来事と最終的に一致する。著者らは、 それは逸話的な副産物ではない、しかし 太陽の大気の重要な力学的プロセス.
宇宙天気予報への影響
これらのプラズマシャワーがいつどこで形成されるのかを理解することは、単なる理論的な勝利ではありません。太陽シャワーを磁気ループの化学とダイナミクスに結び付けることによって、 新しいモデルは微調整の手がかりを提供する 宇宙天気警報衛星、通信、ナビゲーション、電力網の保護に不可欠です。
実際のクラウンの挙動に忠実なシミュレーション 噴火やコロナ質量放出の影響をより正確に予測できるようになる実際には、 より正確な警告ウィンドウ これによって、管理可能な中断と、重要なサービスの多大な中断との違いが生じる可能性があります。
太陽物理学の次の段階
この研究は、コロナ中の元素の存在量が時間とともにどのように変化し、それがどのように太陽の周りを回っているかをより詳細にマッピングする道を開くものである。 磁場の変化研究チームは、モデルと観測を組み合わせて、さまざまな規模でこれらの変動を追跡することを提案している。
太陽観測衛星のような観測機器や、太陽にどんどん近づいているミッション、 パーカーソーラープローブは、これらのシミュレーションを検証し、改良するためのリアルタイムデータを提供することができます。目標は 噴火、コロナ化学、プラズマ降下物を予測能力と結び付ける統一フレームワークを構築する.
とともに この作品 によって署名されました ルーク・フシミ・ベナヴィッツ、ジェフリー・W・リープ、ルーカス・A・ター、アンディ・S・H・トエン アストロフィジカル·ジャーナル太陽シャワーが噴火中に急速に出現する理由について、コミュニティは首尾一貫した説明を持っている。これまで考えられていたよりも均一でないコロナが、 私たちの星に降り注ぐ激しい雨を理解する鍵.
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