Разгадана загадка солнечного дождя в солнечных вспышках

Исследователи годами работали над разгадкой тайны солнечного дождя в солнечных вспышках. Автор: NASA/Goddard/SDO

На Солнце идет дождь, и благодаря исследователям из Института астрономии Гавайского университета (IfA) мы наконец-то знаем почему. В отличие от воды, падающей с неба на Земле, солнечный дождь происходит в короне Солнца — области сверхгорячей плазмы над его поверхностью. Этот дождь состоит из более холодных и плотных сгустков плазмы, которые падают обратно вниз после формирования высоко в короне. Десятилетиями ученые не могли объяснить, как этот дождь образуется так быстро во время солнечных вспышек.

Эту загадку разгадали Люк Бенавиц, аспирант первого курса IfA, и астроном IfA Джеффри Рип. Их работа, недавно опубликованная в Astrophysical Journal, добавляет недостающий элемент в солнечные модели, разрабатывавшиеся десятилетиями.

«В настоящее время модели предполагают, что распределение различных элементов в короне постоянно в пространстве и времени, что явно не соответствует действительности», — сказал Бенавиц. «Очень интересно видеть, что когда мы позволяем таким элементам, как железо, меняться со временем, модели наконец-то совпадают с тем, что мы фактически наблюдаем на Солнце. Это оживляет физику таким образом, что кажется реальным».

Новое открытие означает, что специалисты по физике Солнца могут лучше моделировать поведение Солнца во время вспышек, что однажды может помочь предсказывать космическую погоду, влияющую на нашу повседневную жизнь.

Яркая солнечная вспышка, снятая в космосе. Автор: NASA/Solar Dynamics Observatory

Предыдущие модели требовали нагрева в течение часов или дней, чтобы объяснить корональный дождь; однако солнечные вспышки могут происходить всего за несколько минут. Работа команды IfA показывает, что изменение элементного состава может объяснить, как дождь может быстро формироваться.

«Это открытие важно, потому что оно помогает нам понять, как Солнце действительно работает», — сказал Рип. «Мы не можем напрямую увидеть процесс нагрева, поэтому мы используем охлаждение как прокси. Но если наши модели не обрабатывали состав должным образом, время охлаждения, вероятно, было переоценено. Возможно, нам нужно вернуться к чертежной доске по вопросу коронального нагрева, так что предстоит много новой и интересной работы».

Это исследование открывает дверь для гораздо более широкого круга вопросов. Ученые теперь знают, что элементный состав в атмосфере Солнца должен меняться со временем, что бросает вызов давним моделям, которые предполагали его постоянство. Это означает, что открытие выходит далеко за пределы коронального дождя, заставляя исследователей переосмыслить, как ведут себя внешние слои Солнца и как энергия движется через его атмосферу.

Больше информации: Luke Fushimi Benavitz et al. Spatiotemporal Low First Ionization Potential Abundance: A Catalyst for Coronal Condensation, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ae019d

Источник: University of Hawaii at Manoa