W 2006 r. Wybuchła jedna z największych rozbłysków słonecznych obserwowanych od 30 lat, nasycając kamery rentgenowskie na obserwatoriach orbitujących wokół Ziemi. Mimo że zaobserwowano rozbłyski ważące przy X20 +, X9 jest jednak rzadkim wydarzeniem. Jednak ten płomień z 2006 roku szybko staje się znany nie tylko ze względu na swoje właściwości energetyczne. Krótko po rozbłysku astronomowie spodziewali się ujrzenia powodzi jonów międzyplanetarnych wyrzucanych przez Słońce. Wykryli jednak coś innego; nie tylko cząstki, której się nie spodziewali, ale także cząstka, która nie powinna tam być…
Kiedy wybuch wielkości stu milionów bomb nuklearnych detonuje, nie spodziewałbyś się, że cokolwiek będzie nienaruszone na poziomie zerowym, prawda? W przypadku rozbłysków słonecznych ogromna ilość energii magnetycznej jest uwalniana w procesie znanym jako ponowne połączenie, szybkie przyspieszenie i ogrzewanie plazmy słonecznej. W zależności od warunków możliwe są różne energie rozbłysku słonecznego, ale w przypadku rozbłysku z 5 grudnia 2006 r. Plazma słoneczna została gwałtownie i gwałtownie przyspieszona, uwalniając promieniowanie rentgenowskie. W miejscu rozbłysku, w wiązce i skręconym strumieniu magnetycznym, temperatury plazmy mogą wzrosnąć do 10-20 milionów kelwinów (czasami, dla największych rozbłysków, 100 milionów kelwinów). W tych warunkach nic nie pozostaje nienaruszone. Wszelkie atomy w okolicy zostają pozbawione elektronów, pozostawiając energetyczną zupę zjonizowanych cząstek (takich jak protony i jądra helu) i elektronów.
Możesz więc sobie wyobrazić niespodziankę grupy fizyków słonecznych wykorzystujących dane z bliźniaczej sondy Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) krążącej wokół Słońca (jedna przed orbitą Ziemi, a druga z tyłu), gdy wykryli strumień czyste obojętne atomy wodoru emanujący z płomienia.
“Wykryliśmy strumień idealnie nienaruszonych atomów wodoru wystrzeliwujących z rozbłysku słonecznego klasy X.”- mówi Richard Mewaldt z Caltech. „Co za niespodzianka! Atomy te mogą nam powiedzieć coś nowego o tym, co dzieje się w płomieniach.”
“Żadne inne pierwiastki nie były obecne, nawet hel (drugi najliczniejszy gatunek atomowy Słońca). Czysty wodór płynął obok statku kosmicznego przez pełne 90 minut.”
Pomiary emisji radiowych wykazały, że fala uderzeniowa została wygenerowana nisko w atmosferze słonecznej podczas rozbłysku, ujawniając interakcję przychodzących jonów słonecznych. Fizycy czekali godzinę na nadchodzące jony (czas obliczony dla jonów przemierzających Słońce do statku kosmicznego STEREO), ale zamiast tego przybył strumień neutralnych atomów. Strumień wodoru trwał przez 90 minut, a następnie ucichł przez 30 minut, tak że oczekiwane jony zalały czujniki zgodnie z przewidywaniami.
Na pierwszy rzut oka niemożliwe zostało osiągnięte; rozbłysk słoneczny jakoś wytworzył, a następnie oddzielił obojętny wodór z zupy plazmy i wystrzelił go w przestrzeń. Ale to stworzyło bardzo kłopotliwą łamigłówkę: obojętny wodór, jego duża część, został wykryty w wyniku rozbłysku słonecznego, a jednak te atomy Nie mogę istnieją w ekstremalnym środowisku otaczającym miejsce rozbłysku. Co daje?
W rzeczywistości te atomy wodoru nie powstały wewnątrz rozbłysku, powstały po rozbłysku, gdy produkty eksplozji zsunęły się spiralnie do przestrzeni międzyplanetarnej.
“Wierzymy, że zaczęli swoją podróż na Ziemię w kawałkach, jako protony i elektrony- powiedział Mewaldt. „Jednak zanim uciekli z atmosfery Słońca, niektóre protony wychwyciły elektron, tworząc nienaruszone atomy wodoru. Atomy opuściły słońce w szybkim, prostym ujęciu, zanim mogły zostać ponownie rozbite.”
Powodem, dla którego te obojętne atomy pojawiły się w STEREO szybciej niż chmura jonowa, jest to, że obojętny wodór nie został poddany (spowolniony) przez pole magnetyczne Słońca; atomy wystrzeliły w linii prostej, a nie zostały odchylone przez strumień magnetyczny. Jak powstały? Fizycy uważają, że protony „przechwyciły” wolne elektrony w przestrzeni między rozbłyskiem a detektorem poprzez dobrze znane mechanizmy rekombinacji radiacyjnej i wymiany ładunków.
Teraz fizycy słoneczni chcą powtórzyć te odkrycia, aby zobaczyć, czy te strumienie wodoru są wspólną cechą rozbłysków słonecznych… ale być może będą musieli chwilę poczekać, Słońce wciąż cieszy się swoim cichym urokiem...
Źródło: NASA
