Misteri hujan suria diselesaikan: hujan plasma yang turun dalam beberapa minit

Kerpasan sebenar berlaku pada Matahari, tetapi bukan air: Ia adalah arus pijar plasma yang turun dipandu oleh medan magnet. Fenomena ini, dikenali sebagai hujan suria, telah membingungkan penyelidik selama bertahun-tahun kerana kepantasannya semasa letusan.

Pasukan dari Universiti Hawaii telah menyusun teka-teki dengan karya yang diterbitkan dalam Jurnal Astrophysical, di mana Mereka menunjukkan bahawa komposisi kimia korona solar tidak kekal., dan perincian itu mengubah sepenuhnya tempo penyejukan dan pemeluwapan plasma.

Apakah hujan suria dan mengapa ia mengejutkan

Tidak seperti hujan terestrial, versi solar berlaku di korona, the lapisan paling luar dan sangat panas atmosfera Matahari, di mana kawasan kecil plasma menyejuk secara tiba-tiba, meningkatkan ketumpatan, dan jatuh ke lapisan bawah pada kelajuan tinggi. Perkara yang membingungkan ialah, bukannya mengambil masa berjam-jam seperti yang diramalkan oleh model klasik, "Titisan" plasma muncul dalam beberapa minit semasa letusan.

Pemerhatian dengan probe suria dan teleskop telah mengesahkan tingkah laku dipercepat ini, tetapi pengiraan tidak menghasilkannya semula. Sebabnya, penulis kini menjelaskan, Ia adalah bahawa ia telah diandaikan dari awal sebagai homogen dan tidak berubah dalam campuran unsur-unsurnya, penyederhanaan yang mengambil tol apabila mensimulasikan realiti.

Sekeping yang hilang: mahkota dengan kimia yang berubah-ubah

Kejayaan utama datang dalam membenarkan kelimpahan unsur berbeza dalam ruang dan masa dalam simulasi. Dengan memperkenalkan perubahan dalam perkadaran unsur-unsur tenaga pengionan pertama yang rendah —seperti besi atau silikon—, Model ini mendedahkan bahawa kawasan ini bertindak sebagai radiator yang sangat cekap. apabila ia tertumpu pada puncak gelung koronal.

Lebihan tempatan unsur berat itu memudahkan kehilangan tenaga yang lebih cepat melalui sinaran daripada yang dianggarkan, yang menyebabkan plasma menjadi sejuk dan terpeluwap secara tiba-tiba. Menurut pasukan yang diketuai oleh Luke Fushimi Benavitz Bersama Jeffrey W. Reep, melaraskan kimia koronal ialah "suis" yang membenarkan simulasi menghasilkan semula apa yang dilihat dalam teleskop.

Langkah demi langkah: dari denyar ke lata plasma

Semuanya bermula dengan letusan yang memanaskan kromosfera secara impulsif., lapisan yang terletak di bawah mahkota. panas itu memacu apa yang dipanggil penyejatan kromosfera: bahan tumpat naik dan mengisi gelung magnet korona dengan komposisi plasma yang lebih serupa dengan fotosfera.

Apabila di atas, aliran menumpukan unsur seperti besi dan silikon pada titik tertinggi gelungPengumpulan ini, disebabkan kapasiti besarnya untuk memancarkan tenaga, mendorong penyejukan yang sangat setempat. Tekanan jatuh, persekitaran berhampiran menyediakan lebih banyak plasma, Ketumpatan meningkat dan ketidakstabilan haba dicetuskan, yang mempercepatkan proses.: Bahan terpeluwap dan pancuran koronal bermula dalam beberapa minit.

Rangkaian peristiwa ini—letusan, penyejatan, pengayaan dalam unsur berat, penyejukan letupan dan keruntuhan—akhirnya sesuai dengan jujukan yang direkodkan oleh instrumen yang dikhususkan untuk memantau aktiviti suria. Bagi penulis, Ia bukan hasil sampingan anekdot, tetapi a proses dinamik penting atmosfera Matahari.

Implikasi untuk ramalan cuaca angkasa lepas

Memahami bila dan di mana pancuran plasma ini terbentuk bukan sekadar kejayaan teori. Dengan menghubungkan pancuran suria kepada kimia dan dinamik gelung magnet, Model baharu ini menawarkan petunjuk untuk penalaan halus amaran cuaca angkasa, penting untuk melindungi satelit, komunikasi, navigasi dan grid kuasa.

Simulasi lebih setia kepada kelakuan sebenar mahkota membolehkan jangkaan yang lebih baik terhadap kesan letusan dan lonjakan jisim koronal. Dalam amalan, mempunyai tingkap amaran yang lebih tepat boleh membuat perbezaan antara gangguan terurus dan gangguan perkhidmatan kritikal yang mahal.

Apa yang seterusnya dalam fizik solar

Kajian itu membuka pintu kepada pemetaan, dengan lebih terperinci, bagaimana banyaknya unsur dalam korona berkembang dari semasa ke semasa dan bagaimana ia berganding dengan perubahan dalam medan magnetPasukan mencadangkan menggabungkan model dan pemerhatian untuk mengesan variasi ini pada skala yang berbeza.

Instrumen seperti Balai Cerap Dinamik Suria dan misi yang semakin hampir dengan Matahari, seperti Probe Parker Solar, boleh menyediakan data masa nyata untuk mengesahkan dan memperhalusi simulasi ini. Matlamatnya ialah Bina rangka kerja bersatu yang menghubungkan letusan, kimia koronal dan kejatuhan plasma dengan keupayaan ramalan.

dengan kerja ini ditandatangani oleh Luke Fushimi Benavitz, Jeffrey W. Reep, Lucas A. Tarr, dan Andy SH To en Jurnal Astrophysical, komuniti mempunyai penjelasan yang koheren tentang sebab hujan suria muncul begitu cepat semasa letusan. Korona yang kurang seragam daripada yang difikirkan sebelum ini ternyata menjadi kunci untuk memahami hujan lebat yang turun ke atas bintang kita.