Dopiero teraz badaczom z Uniwersytetu Hawajskiego w Manoa udało się rozwikłać tę naukową łamigłówkę. Ich praca opublikowana w The Astrophysical Journal rzuca nowe światło na mechanizmy rządzące atmosferą Słońca i zmusza do rewizji wielu dotychczasowych założeń.
Na Słońcu też czasami pada deszcz… plazmy
Okazuje się, że klucz do rozwiązania tej zagadki kryje się w dynamicznych zmianach składu pierwiastkowego korony słonecznej. Deszcz słoneczny, w przeciwieństwie do swojego ziemskiego odpowiednika, składa się z chłodniejszej, cięższej plazmy, która kondensuje się wysoko nad powierzchnią Słońca. Szczególnie zagadkowe było powstawanie tego zjawiska w ciągu zaledwie kilku minut podczas rozbłysków, podczas gdy wcześniejsze modele przewidywały, że proces ogrzewania prowadzący do deszczu koronalnego powinien zajmować godziny lub nawet dni.
Czytaj też: Słońce skrywa gorący sekret. Naukowcy odkryli temperaturę sześć razy wyższą niż sądziliśmy
Ta wyraźna rozbieżność między teorią a obserwacjami przez lata spędzała sen z powiek naukowcom. Dopiero Luke Benavitz, student pierwszego roku studiów magisterskich w Institute for Astronomy, wraz z astronomem Jeffreyem Reepem, wpadli na trop rozwiązania. Problem tkwił w fundamentalnie błędnych założeniach dotyczących stabilności składu chemicznego korony.
Dotychczasowe modele zakładały, że rozkład różnych pierwiastków w koronie jest stały zarówno w przestrzeni, jak i w czasie. Tymczasem okazało się, że obfitości pierwiastków, szczególnie żelaza, zmieniają się dynamicznie podczas rozbłysków słonecznych. To właśnie te zmiany w składzie chemicznym korony okazały się kluczowe dla zrozumienia szybkiego powstawania deszczu słonecznego.
Kiedy naukowcy uwzględnili w swoich symulacjach zmienne w czasie stężenia pierwiastków, wyniki nagle zaczęły idealnie pasować do obserwacji. Dynamiczne zmiany składu pierwiastkowego działają jak swoisty katalizator, znacząco przyspieszający proces kondensacji plazmy. To odkrycie podważa długo utrzymywane przekonania o stabilności składu atmosfery Słońca i zmusza do ponownego przemyślenia wielu podstawowych założeń.
Odkrycie zmusza do całkowitej rewizji modeli ogrzewania korony słonecznej – jednego z fundamentalnych procesów w fizyce naszej gwiazdy. Naukowcy zdają sobie sprawę, że jeśli dotychczasowe modele nieprawidłowo traktowały obfitości pierwiastków, to prawdopodobnie przeszacowały także czas chłodzenia korony. W praktyce oznacza to konieczność powrotu do podstaw w kwestii zrozumienia mechanizmów ogrzewania atmosfery słonecznej.
Równie istotne są potencjalne zastosowania tego odkrycia w prognozowaniu pogody kosmicznej. Lepsze zrozumienie procesów zachodzących podczas energetycznych rozbłysków słonecznych może znacząco poprawić nasze zdolności przewidywania zdarzeń, które mają bezpośredni wpływ na technologie i komunikację na Ziemi. Rozbłyski słoneczne mogą bowiem zakłócać systemy GPS, sieci energetyczne czy komunikację satelitarną.