Jak powstaje deszcz koronalny?

Astronomowie rozwiązali zagadkę deszczu padającego na Słońcu, znanego jako deszcz koronalny. Za jego powstanie może być odpowiedzialne nierównomierne rozmieszczenie pierwiastków w koronie naszej gwiazdy.

W ramach nowego badania, naukowcy z University of Hawaii at Manoa przyjrzeli się niezwykłemu zjawisku jakim jest deszcz koronalny. W przeciwieństwie do wody spadającej z nieba na Ziemi, deszcz na Słońcu występuje w koronie słonecznej – stąd jego nazwa – obszarze niezwykle gorącej plazmy nad powierzchnią naszej gwiazdy. Opad ten składa się z chłodniejszych, gęstszych kropel plazmy, które opadają po utworzeniu się wysoko w koronie. Przez dziesięciolecia naukowcy próbowali wyjaśnić, w jaki sposób zjawisko to powstaje tak szybko podczas rozbłysków słonecznych. Badanie skupiające się na uzupełnieniu brakujących elementów w istniejących modelach słonecznych zostało publikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal.

„Obecnie modele zakładają, że rozkład różnych pierwiastków w koronie jest stały w przestrzeni i czasie, co oczywiście nie jest prawdą. To ekscytujące, że kiedy pozwalamy pierwiastkom takim jak żelazo zmieniać się w czasie, modele w końcu odpowiadają temu, co faktycznie obserwujemy na Słońcu. Dzięki temu fizyka teoretyczna staje się bardziej realistyczna” – mówi Luke Benavitz z University of Hawaii at Manoa.

Nowe badanie pozwoli astronomom badającym Słońce lepiej modelować zachowanie Słońca podczas rozbłysków, co może pomóc w przyszły prognozowaniu pogody kosmicznej, która może być niebezpieczna dla infrastruktury na orbicie, takiej jak satelity, jak również tej na Ziemi.

Jak opisują naukowcy, wcześniejsze modele wymagały ogrzewania trwającego godziny lub dni, aby wyjaśnić zjawisko deszczu koronalnego – jednak rozbłyski słoneczne mogą wystąpić w ciągu zaledwie kilku minut. Nowe analizy sugerują jednak, że zmiany w ilości pierwiastków mogą wyjaśnić, w jaki sposób deszcz powstaje znacznie szybciej.

„To odkrycie jest ważne, ponieważ pomaga nam zrozumieć, jak naprawdę działa Słońce. Nie możemy bezpośrednio obserwować procesu ogrzewania, więc do analiz wykorzystujemy chłodzenie. Jeśli jednak obecne modele nie uwzględniają prawidłowo ilości występujących pierwiastków, czas chłodzenia jest prawdopodobnie przeszacowany. Być może będziemy musieli na nowo poznawać ogrzewanie korony słonecznej, więc czeka nas wiele nowych i ekscytujących zadań” – Jeffrey Reep z University of Hawaii at Manoa.

Jak podkreślają astronomowie, badania te mogą mieć wpływ na dotychczasowe rozumienie zachowania Słońca. Naukowcy wiedzą obecnie, że zawartość pierwiastków w atmosferze słonecznej powinna zmieniać się w czasie, co podważa długoletnie modele zakładające, że jest ona stała. Oznacza to, że odkrycie to wykracza poza tylko zjawisko deszczu koronalnego, zmuszając badaczy do ponownego przemyślenia sposobu działania zewnętrznych warstw naszej gwiazdy i przepływu energii w jej atmosferze.

Emil Gołoś