Ми давно знали, що на Сонці йде дощ, але тільки зараз учені дізналися, як це працює

Як утворюється сонячний дощ?

Загадка швидкого формування сонячного дощу довгий час спантеличувала астрономів. Комп'ютерні моделі показували, що для охолодження та конденсації плазми в короні потрібні години або навіть дні, але спостереження показували, що насправді дощі формувалися за лічені хвилини під час спалахів. Розгадку знайшли дослідники з Інституту астрономії Гавайського університету (IfA), які звернули увагу на деталь, яку раніше ігнорували, – мінливий хімічний склад сонячної корони, пише 24 Канал з посиланням на New Atlas.

Команда на чолі з аспірантом Люком Бенавіцем та астрономом Джеффрі Ріпом дійшла висновку, що попередні моделі були неповними, оскільки виходили з припущення, що розподіл елементів у короні є постійним у просторі та часі. Насправді ж концентрація елементів, зокрема заліза, постійно змінюється.​

Нове дослідження, опубліковане в The Astrophysical Journal, показало, що саме ці зміни, відомі як "зміни елементного складу", є ключем до розгадки.

Процес виглядає так:

• Гаряча плазма піднімається з нижніх шарів атмосфери Сонця вздовж петель магнітного поля в корону.
• У верхній точці цих петель накопичуються елементи з низьким потенціалом іонізації (low-FIP), такі як залізо.
• Збільшення їхньої концентрації призводить до посиленого випромінювання енергії, через що плазма в цій зоні стрімко охолоджується, конденсується в щільніші згустки і падає назад на поверхню Сонця у вигляді дощу.

На цьому короткому ролику можна побачити реальні кадри того, як "дощ" падає на Сонці: відео

Щоб перевірити свою теорію, вчені оновили спеціалізований інструмент для симуляції під назвою HYDRAD, додавши до нього рівняння, яке відстежує рух та зміну концентрації цих елементів. Результати оновленої моделі показали, що за таких умов сонячний дощ утворюється набагато швидше і процес повністю збігається з реальними спостереженнями.

Симуляції показали, що дощ починав конденсуватися вже через 35 хвилин, на відміну від годин або днів у старих моделях.​

Це відкриття має велике значення для сонячної фізики. Воно не лише пояснює механізм утворення коронального дощу, але й змушує переглянути усталені уявлення про нагрівання сонячної корони та циркуляцію енергії в атмосфері зірки. Оскільки процес нагрівання неможливо спостерігати безпосередньо, вчені використовують охолодження як опосередкований показник.

Якщо моделі неправильно враховували хімічний склад, то час охолодження, ймовірно, був переоцінений. Це може означати, що існуючі теорії коронального нагріву потребують доопрацювання.

Таким чином, це відкриття не лише розгадує одну загадку, але й відкриває двері для нових досліджень поведінки Сонця, що в майбутньому може допомогти покращити прогнозування космічної погоди.