Jony w rozbłyskach słonecznych osiągają 6-krotnie wyższe temperatury niż sądzono
Jony wystrzeliwane podczas rozbłysków słonecznych są 6,5-krotnie cieplejsze niż dotychczas sądzono, donoszą naukowcy z Wielkiej Brytanii i USA. Ich odkrycie stanowi jednocześnie rozwiązanie zagadki, która od lat 70. XX wieku trapiła specjalistów zajmujących się badaniem naszej gwiazdy. Wówczas zauważono, że linie spektralne promieniowania słonecznego są szersze niż spodziewane w zakresie ekstremalnego ultrafioletu i promieniowania rentgenowskiego. Przez 50 lat uważano, że ma to związek z turbulencjami, jednak nikt nie potrafił zidentyfikować natury tych turbulencji, co stawiało całą hipotezę pod znakiem zapytania.
Rozbłyski słoneczne to skutek gwałtownego uwolnienia energii z zewnętrznych warstw atmosfery Słońca, w wyniku której jej fragmenty są podgrzewane do temperatury ponad 10 milionów stopni Celsjusza. Badanie tych wydarzeń ma jak najbardziej praktyczny wymiar. Gwałtowne skoki promieniowania związane z rozbłyskami zagrażają satelitom, astronautom, zaburzają górne warstwy atmosfery Ziemi.
Badacze chcieli poznać mechanizm, za pomocą którego rozbłyski podgrzewają plazmę – złożoną z jonów i elektronów – do ponad 10 milionów stopni Celsjusza. W trakcie swych badań zauważyli, że jony, stanowiące nawet połowę plazmy, są podgrzewane znacznie silniej niż elektrony. Okazało się, że ich temperatura sięga 60 milionów stopni Celsjusza.
Jesteśmy niezwykle podekscytowani spostrzeżeniem, że w wyniku rekoneksji magnetycznej jony osiągają 6,5-krotnie wyższą temperaturę niż elektrony. Wydaje się to uniwersalną zasadą, którą potwierdza to, co dzieje się w pobliżu Ziemi, badania wiatru słonecznego i symulacje komputerowe. Dotychczas jednak nikt nie łączył tego z rozbłyskami słonecznymi. Przyjmowano, że jony i elektrony muszą mieć tę samą temperaturę. Jednak gdy obliczyliśmy wszystko ponownie, korzystając z nowych danych, okazało się, że w wielu istotnych fragmentach rozbłysków słonecznych różnice temperatur pomiędzy jonami i elektronami mogą utrzymywać się przez dziesiątki minut, mówi główny autor badań, doktor Alexander Russell z University of St Andrews.
Komentarze (1)
l_smolinski, 18 września 2025, 12:41
To jest chyba najważniejsze odkrycie jeżeli chodzi o badanie słońca w tym roku. W sumie taki gamechanger.
Konsekwencje dla transferu energii
Wielotemperaturowa plazma
Trzeba wprowadzić odrębne równania energetyczne dla jonów i elektronów. Nie można już traktować plazmy jako jednorodnego ośrodka z jedną temperaturą.
Czasy wyrównania temperatur
Modele muszą uwzględniać, że różnice Ti i Te mogą utrzymywać się przez znaczący czas. To wpływa na sposób, w jaki energia krąży w koronie i podczas rozbłysków.
Nowa interpretacja obserwacji
Poszerzenia linii widmowych, które często przypisywano turbulencjom lub ruchom masowym, mogą być bezpośrednim efektem wysokiej Ti.
To zmienia sposób, w jaki z danych spektroskopowych odczytuje się warunki plazmy.
Mechanizmy ogrzewania i transportu energii
Rekoneksja magnetyczna i fale Alfvéna okazują się bardziej efektywne w podgrzewaniu jonów niż elektronów.
Modele muszą wyjaśniać, dlaczego energia z pól magnetycznych jest dystrybuowana w taki sposób, by preferencyjnie podnosić temperaturę jonów.
To prowadzi do konieczności przebudowy opisów dynamiki plazmy w koronie i w trakcie rozbłysków.
W sumie temat na kilka nobli.
To odkrycie komplikuje jeszcze bardziej i tak niepewną teorię fuzji w jądrze gwiazdy i transferze energii z jądra do krony. To krzesło stoi już na jednej nodze jak dla mnie.