3 Minutės
Nauja teorinė analizė rodo, kad jonai, išmetami saulės žybsniuose, gali būti įkaitę kur kas labiau nei manyta anksčiau, galbūt pasiekdami apie 60 milijonų kelvinų (60 milijonų ºC, arba 108 milijonų ºF). Jei tai bus patvirtinta, šis rezultatas pakeistų tyrėjų supratimą apie žybsnių energijos balansą ir nuotolinių Saulės stebėjimų interpretacijas.
Didelis saulės žybsnis, užfiksuotas Solar Dynamics Observatory 2024 m. gegužę, su viršuje uždėta Žemės iliustracija mastui. Iš tikrųjų Žemė nėra taip arti Saulės. (NASA/SDO)
Mokslinis fonas: kodėl temperatūros gali skirtis
Saulės žybsniai susidaro, kai saulės atmosferoje susisukę magnetiniai laukai staiga rekonstruojasi ir atlaisvina didelius kiekius magnetinės energijos. Ši energija pagreitina daleles ir įkaitina plazmą saulės atmosferoje, sukeldama temperatūras, kurios gerokai viršija Saulės fotosferos paviršiaus (≈5 500 ºC) ir net karštosios koronos (≈2 milijonai ºC).
Tradiciniai žybsnių diagnostikos metodai temperatūrą nustato daugiausia pagal elektronų sukeltus signalus, tokius kaip rentgeno spinduliuotė ir spektrinių eilučių santykiai. Istoriškai saulės fizikų manymas buvo, kad elektronai ir jonai greitai sušyla iki vienodos temperatūros. Naujas tyrimas peržiūri šią prielaidą, derindamas šiuolaikinius matavimus, kompiuterinius rezultatus ir neseniai gautus duomenis iš prie Žemės erdvės ir Saulės vėjo.
Pagrindinis autorius Alexander Russell ir bendradarbiai taikė atnaujintas rekonekcijos šildymo skalės, rodančias, kad magnetinė rekonekcija gali prioritetiškai perkelti daugiau energijos jonams nei elektronams. Jų skaičiavimai rodo, jog jonai gali būti kaitinami maždaug 6,5 karto efektyviau, leidžiant jonų temperatūrai žybsnio plazmoje pakilti iki dešimčių milijonų kelvinų — kai kuriose srityse galimai iki 60 milijonų K.
Pasekmės stebėjimams ir erdvės orams
Jei žybsnio jonai yra žymiai karštesni už elektronus, iš to seka kelios pasekmės. Pirma, spektrinės savybės, priskiriamos vienai temperatūros komponentai, gali būti neteisingai interpretuotos, kas paaiškintų ilgalaikes anomalijas žybsnių spektruose. Antra, reikėtų peržiūrėti bendrą žybsnio energijos ir dalelių pagreitinimo efektyvumą. Trečia, karštesni jonai gali pakeisti, kaip energingos dalelės pabėga į heliosferą, turėdami tolimesnį poveikį erdvės orų prognozėms ir radiacijos rizikai palydovams bei astronautams.
Šis rezultatas kol kas yra teorinis. Autoriai pažymi, kad tikslingi stebėjimai ir instrumentų strategijos gali patikrinti prognozę: didelės raiškos spektrinė vaizdavimo analizė (iš instrumentų, tokių kaip SDO, Solar Orbiter, Parker Solar Probe ir žemės bazės įrenginiai, pvz., DKIST) kartu su pritaikytu modeliavimu gali ieškoti jonų ir elektronų temperatūrų skirtumo požymių rekonekcijos valdomų žybsnių metu.
Ateities perspektyvos ir tolesni žingsniai
Superkarštų jonų patvirtinimas reikalauja koordinuotų stebėjimų ir išsamaus modeliavimu, susiejančio rekonekcijos fiziką su spektrinėmis diagnostikomis. Jei tai bus patvirtinta, rezultatas patikslins energijos paskirstymo žybsniuose modelius ir pagerins aukštos energijos Saulės reiškinių nuotolinio stebėjimo interpretacijas. Analizė buvo paskelbta žurnale The Astrophysical Journal Letters.
Išvados
Nauji rekonekcijos pagrindu skaičiavimai rodo, kad jonai saulės žybsniuose gali pasiekti temperatūras iki ~60 milijonų ºC, gerokai aukštesnes nei elektronų pagrindu gauti vertinimai. Tai meta iššūkį ilgai laikytoms prielaidoms apie termalinę pusiausvyrą žybsnių plazmoje ir skatina tikslingus stebėjimus aptikti jonų ir elektronų temperatūrų skirtumus bei pervertinti žybsnių energijos balansus.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai