Мы давно знали, что на Солнце идет дождь, но только сейчас ученые узнали, как это работает

Как образуется солнечный дождь?

Загадка быстрого формирования солнечного дождя долгое время озадачивала астрономов. Компьютерные модели показывали, что для охлаждения и конденсации плазмы в короне нужны часы или даже дни, но наблюдения показывали, что на самом деле дожди формировались за считанные минуты во время вспышек. Разгадку нашли исследователи из Института астрономии Гавайского университета (IfA), которые обратили внимание на деталь, которую ранее игнорировали, – изменчивый химический состав солнечной короны, пишет 24 Канал со ссылкой на New Atlas.

Смотрите также Какую температуру имеют солнечные вспышки

Команда во главе с аспирантом Люком Бенавицем и астрономом Джеффри Рипом пришла к выводу, что предыдущие модели были неполными, поскольку исходили из предположения, что распределение элементов в короне является постоянным в пространстве и времени. На самом же деле концентрация элементов, в частности железа, постоянно меняется.

Новое исследование, опубликовано в The Astrophysical Journal, показало, что именно эти изменения, известные как "изменения элементного состава", являются ключом к разгадке.

Процесс выглядит так:

• Горячая плазма поднимается из нижних слоев атмосферы Солнца вдоль петель магнитного поля в корону.
• В верхней точке этих петель накапливаются элементы с низким потенциалом ионизации (low-FIP), такие как железо.
• Увеличение их концентрации приводит к усиленному излучению энергии, из-за чего плазма в этой зоне стремительно охлаждается, конденсируется в более плотные сгустки и падает обратно на поверхность Солнца в виде дождя.

На этом коротком ролике можно увидеть реальные кадры того, как "дождь" падает на Солнце: видео

Чтобы проверить свою теорию, ученые обновили специализированный инструмент для симуляции под названием HYDRAD, добавив к нему уравнение, которое отслеживает движение и изменение концентрации этих элементов. Результаты обновленной модели показали, что при таких условиях солнечный дождь образуется гораздо быстрее и процесс полностью совпадает с реальными наблюдениями.

Симуляции показали, что дождь начинал конденсироваться уже через 35 минут, в отличие от часов или дней в старых моделях.

Это открытие имеет большое значение для солнечной физики. Оно не только объясняет механизм образования коронального дождя, но и заставляет пересмотреть устоявшиеся представления о нагревании солнечной короны и циркуляции энергии в атмосфере звезды. Поскольку процесс нагревания невозможно наблюдать непосредственно, ученые используют охлаждение как косвенный показатель.

Если модели неправильно учитывали химический состав, то время охлаждения, вероятно, было переоценено. Это может означать, что существующие теории коронального нагрева нуждаются в доработке.

Таким образом, это открытие не только разгадывает одну загадку, но и открывает двери для новых исследований поведения Солнца, что в будущем может помочь улучшить прогнозирование космической погоды.