Промени в химичния състав на слънчевата корона водят до бързата кондензация на свръхнагорещена плазма. Полученият дъжд обаче не е от вода

На Слънцето също вали дъжд, но той не е от вода, а от плазма. Явлението, известно като "слънчев дъжд", се наблюдава в короната - най-външния слой на слънчевата атмосфера, съставен от изключително гореща плазма. При него по-студени и плътни плазмени "капки" кондензират на голяма височина и падат обратно към повърхността на звездата. Дълго време учените не можеха да обяснят как този процес се случва толкова бързо, особено по време на слънчеви изригвания.

Сега екип от Хавайския университет представи ново обяснение на феномена. Ключът се оказва в динамичния химичен състав на короната. Досега повечето компютърни модели приемаха, че концентрацията на химични елементи в нея е постоянна както в пространството, така и във времето. Тази опростена представа обаче не успяваше да обясни бързи процеси като слънчевия дъжд.

Изследователите са установили, че именно промените в съотношението на елементите водят до рязко ускоряване на процеса. Те модифицират симулационния модел HYDRAD, като му позволяват да отчита динамиката на елементи с нисък първи йонизационен потенциал (low-FIP), които играят съществена роля в слънчевата активност.

Процесът, според новия модел, протича по следния начин: гореща плазма се издига от по-ниските слоеве на атмосферата (процес, наречен "хромосферно изпарение") и се движи по протежение на магнитни примки в короната. В по-голямата част от примката концентрацията на тези специфични елементи намалява, но на върха ѝ (апекса) тя се увеличава. Това рязко засилва загубата на енергия чрез радиация точно в тази точка, което води до бързо охлаждане и кондензация на плазмата - така се формира слънчевият дъжд.

Този модел е първият, който отчита едновременно радиационното охлаждане и променливия във времето и пространството химичен състав. Резултатите от симулациите не само обясняват бързото образуване на дъжда, но и съвпадат напълно с реални наблюдения от космическия апарат Hinode/EIS.

Данните от апарата показват, че самият дъжд има "фотосферен" химичен подпис (определен по съотношението силиций към сяра), докато заобикалящата го по-гореща плазма има "коронален" подпис (определен по съотношението калций към аргон). Моделът на учените предсказва точно такова разслояване на елементите.

"Това откритие е важно, защото ни помага да разберем как наистина работи Слънцето. Не можем директно да наблюдаваме процесите на нагряване на короната, затова използваме охлаждането като индикатор. Ако досега моделите ни не са отчитали правилно химичния състав, то вероятно сме надценявали времето за охлаждане. Може да се наложи да преразгледаме изцяло теориите си за нагряването на короната", коментира съавторът на изследването Джефри Рийп. Откритието отваря врата за нови изследвания на фундаменталните процеси в нашата звезда.