Vědci odhalili tajemství slunečního deště a objevili nové klíče k předpovídání kosmického počasí

Tým z Astronomického institutu Havajské univerzity zjistil, že kolísání obsahu prvků, jako je železo, křemík a hořčík, vysvětluje tento jev.

Po celá desetiletí záhadný sluneční déšť – kapky studené a husté plazmy padající z koróny po erupci – mate vědce. Nyní tým Astronomického institutu Havajské univerzity tvrdí, že tuto hádanku rozluštil: tajemství spočívá v kolísání prvků, které tvoří atmosféru Slunce.

Tento objev představuje zlomový moment ve sluneční fyzice a otevírá možnost předpovídat jevy kosmického počasí. Tak to vysvětlili Luke Benavitz, doktorand, a astronom Jeffrey Rip v článku publikovaném v Astrophysical Journal.

Sluneční déšť se tvoří v koroně, oblasti extrémně horké plazmy nad povrchem Slunce. Na rozdíl od pozemského deště spočívá tento jev v kondenzaci plazmy, která se ochlazuje, zvyšuje svou hustotu a klesá do spodních vrstev.

Tento objev přepisuje sluneční fyziku a zlepšuje předpovědi kosmického počasí, podle Astrophysical Journal –

Podle Havajské univerzity se tento proces odehrává rychle po slunečních erupcích a jeho pochopení se ukázalo jako nezbytné pro modelování chování Slunce a předpovídání změn, které mohou ovlivnit technologie a komunikaci na Zemi.

Dosud modely obvykle předpokládaly, že množství prvků v koroně zůstává konstantní v prostoru a čase. Toto zjednodušení však nevysvětlovalo rychlost vzniku slunečního deště.

Článek publikovaný v Astrophysical Journal zdůraznil, že ačkoli již existovaly náznaky kolísání ve složení koróny, tradiční modely tuto dynamiku nezohledňovaly, a proto nedokázaly tento jev reprodukovat.

Sluneční déšť se skládá z kapek studené a husté plazmy, které klesají z koróny po sluneční explozi –

Tým pod vedením Benavice a Ripa provedl zásadní změnu: modelování ukázalo, že když se umožní, aby se prvky s nízkým ionizačním potenciálem – železo, křemík a hořčík – měnily v prostoru a čase, podařilo se reprodukovat tvorbu koronálních kondenzátů i ve scénářích prudkého zahřívání.

„Je velmi zajímavé pozorovat, že když necháme prvky jako železo měnit se v čase, modely se nakonec shodují s tím, co skutečně pozorujeme na Slunci. To dělá fyziku živou a reálnou,“ uvedl Benavitz podle informací Havajské univerzity.

Objevený mechanismus je založen na přímé souvislosti mezi lokálním obsahem těchto prvků a rychlostí radiačního úniku plazmy. Po erupci proudy materiálu z chromosféry do koróny změnily lokální složení, což způsobilo vrcholy hojnosti v určitých oblastech.

Tyto vrcholy zvýšily záření, což vedlo k rychlejšímu ochlazení a následnému pádu hustších kapek plazmy: slunečnímu dešti. Modelování pomocí kódu HYDRAD ukázalo, že koronární kondenzace se objevovala pouze tehdy, když se hojnost prvků měnila, zatímco modely s pevnou hojností nedokázaly tento jev reprodukovat.

Modelování ukázalo, že pouze modely s proměnnou hojností prvků reprodukují vznik slunečního deště

Tento objev přinesl přímý užitek pro modelování sluneční aktivity a předpovídání kosmického počasí. V článku publikovaném v Astrophysical Journal bylo uvedeno, že správné znázornění elementárního obsahu prvků se ukázalo jako nezbytné pro výpočet doby ochlazování plazmy a předpovídání dynamiky atmosféry během erupcí.

Havajská univerzita zdůraznila, že tyto poznatky mohou v budoucnu zlepšit schopnost předpovídat jevy, které ovlivňují Zemi.

Tento objev také vyvrátil tradiční představu o koroně jako o oblasti se statickým složením. Autoři zdůraznili, že sluneční atmosféra je mnohem dynamičtější, než se dříve předpokládalo, a že změny v obsahu prvků by měly být zohledněny jako základní charakteristika v jakémkoli fyzikálním modelu.

Navrhovaný model lze ověřit pomocí spektroskopických pozorování koróny, což podnítilo nové výzkumy a zdokonalení stávajících modelů.

Tento objev zpochybňuje tradiční představu o sluneční koróně jako oblasti se statickým složením .

Podle časopisu Astrophysical Journal bude dalším krokem porovnání simulací s vysoce rozlišovacími spektroskopickými pozorováními získanými během vesmírných misí.

Vědci také plánují zahrnout další fyzikální jevy, jako je gravitační síla vyvolaná Alfvénovými vlnami, aby ještě více zobecnili zpracování hojnosti v solárních modelech.

Podle Jeffreyho Ripa, v prohlášeních zveřejněných Havajskou univerzitou, tento objev otevřel novou perspektivu na dynamiku koróny a podnítil revizi modelů ohřevu a ochlazování, čímž rozšířil pole pro budoucí výzkum v oblasti sluneční fyziky.