Misterul ploii solare rezolvat: ploaia torențială de plasmă care cade în câteva minute

Precipitațiile reale apar pe Soare, dar nu și pe apă: Sunt curenți incandescenți de plasmă care coboară ghidați de câmpul magnetic. Acest fenomen, cunoscut sub numele de ploaie solară, i-a nedumerit pe cercetători ani de zile din cauza rapidității sale în timpul erupțiilor.

O echipă de la Universitatea din Hawaii a pus ordine în puzzle cu o lucrare publicată în... Jurnalul Astrofizic, unde Acestea demonstrează că compoziția chimică a coroanei solare nu rămâne fixă., iar acel detaliu schimbă complet ritmul răcirii și condensării plasmei.

Ce este ploaia solară și de ce a fost surprinzătoare

Spre deosebire de ploaia terestră, versiunea solară are loc în coroană, stratul cel mai exterior și foarte fierbinte al atmosferei Soarelui, unde mici regiuni de plasmă se răcesc brusc, cresc în densitate și cad în straturile inferioare cu viteză mare. Lucrul enigmatic era că, în loc să iei ore întregi așa cum sunt prevăzute de modelele clasice, „Picături” de plasmă au apărut în câteva minute în timpul erupțiilor.

Observațiile cu sonde solare și telescoape confirmaseră acest comportament accelerat, dar calculele nu l-au reprodus. Motivul, explică acum autorii, Este vorba despre faptul că s-a presupus de la început că este omogen și invariabil în amestecul său de elemente, o simplificare care și-a pus amprenta la simularea realității.

Piesa lipsă: o coroană cu o chimie schimbătoare

Descoperirea cheie constă în permiterea abundența elementelor variază în spațiu și timp în cadrul simulărilorPrin introducerea unor modificări în proporția elementelor de energie de primă ionizare scăzută —precum fierul sau siliciul—, Modelul arată că aceste zone acționează ca niște radiatoare extrem de eficiente. când acestea sunt concentrate la vârful anselor coronale.

Acel exces local de elemente grele facilitează o pierdere de energie prin radiații mult mai rapidă decât se estimase, ceea ce face ca plasma să se răcească și să se condenseze brusc. Potrivit echipei, condusă de Luke Fushimi Benavitz Împreună cu Jeffrey W. Reep, ajustarea chimiei coronale a fost „întrerupătorul” care a permis simulării să reproducă ceea ce se vede în telescoape.

Pas cu pas: de la flash la cascadă de plasmă

Totul începe cu o erupție care încălzește impulsiv cromosfera., stratul situat sub coroană. Căldura aceea determină așa-numita evaporare cromosfericăMaterialul dens se ridică și umple buclele magnetice ale coroanei cu plasmă a cărei compoziție este mai asemănătoare cu cea a fotosferei.

Odată ajunși în vârf, fluxul concentrează elemente precum fierul și siliciul în cel mai înalt punct al bucleiAceastă acumulare, datorită marii sale capacități de a radia energie, induce o răcire foarte localizată. Presiunea scade, mediul din apropiere oferă mai multă plasmă, Densitatea crește și se declanșează instabilitate termică, ceea ce accelerează procesul.Materialul se condensează și ploile coronale încep în câteva minute.

Acest lanț de evenimente — erupție, evaporare, îmbogățire în elemente grele, răcire explozivă și colaps — se potrivește în cele din urmă cu secvențele înregistrate de instrumentele dedicate monitorizării activității solare. Pentru autori, Nu este un produs secundar anecdotic, dar a proces dinamic esențial al atmosferei Soarelui.

Implicații pentru predicția vremii spațiale

Înțelegerea momentului și locului în care se formează aceste ploi de plasmă nu este doar un triumf teoretic. Prin conectarea ploilor solare la chimia și dinamica buclelor magnetice, Noul model oferă indicii pentru reglaj fin alerte meteorologice spațiale, esențial pentru protejarea sateliților, comunicațiilor, navigației și rețelelor electrice.

Simulări mai fidele comportamentului real al coroanei permite o mai bună anticipare a efectelor erupțiilor și ejecțiilor de masă coronalăÎn practică, având ferestre de avertizare mai precise poate face diferența dintre o întrerupere gestionabilă și o întrerupere costisitoare a serviciilor critice.

Ce urmează în fizica solară

Studiul deschide calea către o cartografiere mai detaliată a modului în care abundențele elementelor din coroană evoluează în timp și cum se cuplează cu... modificări ale câmpului magneticEchipa propune combinarea modelelor și observațiilor pentru a urmări aceste variații la diferite scări.

Instrumente precum Observatorul de Dinamică Solară și misiuni care se apropie din ce în ce mai mult de Soare, cum ar fi Sonda solară Parker, poate furniza date în timp real cu care să se verifice și să se rafineze aceste simulări. Scopul este Construiți un cadru unificat care conectează erupțiile, chimia coronală și căderile plasmatice cu capacitatea predictivă.

cu acest lucru semnată de Luke Fushimi Benavitz, Jeffrey W. Reep, Lucas A. Tarr și Andy SH To en Jurnalul Astrofizic, comunitatea are o explicație coerentă pentru motivul pentru care ploile solare apar atât de repede în timpul erupțiilor. O coroană mai puțin uniformă decât se credea anterior se dovedește a fi cheia pentru înțelegerea acelei ploi torențiale fierbinți care cade asupra stelei noastre.