Кога и как вали слънце

Коронален дъжд в известност или слънчево изригване, както се вижда от Обсерваторията на слънчевата динамика (SDO) през 2012 г. Gif чрез Solar Dynamics Observatory / Научно студио за визуализация / Tom Bridgman (Водещ аниматор).

Дъждът идва под различни форми в цялата Слънчева система - вода на Земята, метан / етан на Титан и сярна киселина на Венера. Но знаехте ли, че вали и слънце ? Е, вид. Огромни капки плазма - електрифициран газ - могат да капят от известни места (гигантски магнитни бримки от газ) във външната атмосфера на слънцето, короната, върху парещата повърхност. Това необичайно явление, наречено коронален дъжд, беше в центъра на изследването на студент от НАСА, който искаше да го документира по-добре.

В нова рецензирана статия в Astrophysical Journal Letters - публикувана на 5 април 2019 г. - Емили Мейсън в Центъра за космически полети на Годард на НАСА очертава как е намерила доказателства за короналния дъжд, но на неочаквано място.

Когато Мейсън за пръв път започна да търси доказателствата за коронален дъжд, тя първо погледна каскави стримери - високи милиони километри, наречени заради приликата им с рицарска каска - видяна стърчаща от слънцето по време на пълно слънчево затъмнение. Компютърните симулации предположиха, че най-вероятно е мястото да има коронален дъжд. Мейсън търсеше близо половин година ... но не откри следи от плазмения дъжд, въпреки че имаше снимки, направени от Обсерваторията за слънчева динамика на НАСА (SDO), която е снимала слънцето на всеки 12 секунди от пускането му през 2010 г. Както Мейсън каза :

Вероятно прегледах данни за три или пет години. Беше много гледам, за нещо, което в крайна сметка никога не се е случило.

Гигантски вериги от плазмен газ на слънцето, наречени стрийдъри. Смяташе се, че короналният дъжд ще се намери в тях, но търсенето се оказа празно. Изображение чрез Obpice Observatory / Vojtech Rušin (1994) / Miloslav Druckmüller (2007).

И така, къде беше? Трябва да е там, Мейсън знаеше. Както се оказа, Мейсън и нейните колеги са търсили на неправилното място. Вместо каскадни стримери дъждът беше открит в по-малък вид магнитна верига на слънцето. Именно там, просто не на мястото, което изследователите очакваха да го намерят. Откритието трябва да помогне на учените да разберат необичайното нагряване на слънчевата корона и източника на бавния слънчев вятър, две мистерии за слънцето, които все още недоумяват учените. Дъждът беше наблюдаван като уби от малки магнитни структури, Мейсън каза:

Те бяха наистина ярки и продължиха да ми рисуват окото. Когато най-накрая ги погледнах, достатъчно сигурни, че имаха десетки часове дъжд наведнъж.

Както Спиро Антиохос, слънчев физик от Годард и съавтор на статията, обясни:

Тези бримки бяха много по-малки от това, което търсехме. Това ви казва, че загряването на корона е много по-локализирано, отколкото мислехме. Може би it [короналният дъжд] е толкова малък, че не можеш да го видиш? Ние наистина не знаем.

Както отбеляза Николлин Виал, соларен учен от Годард, отне известно време, за да се разпознаят структурите за това, което са:

Тя дойде на заседание на групата и каза: Никога не го открих Виждам го през цялото време в тези други структури, но те не са каскави каски. И казах: Почакай задръжте. Къде го виждате? Не мисля, че някой някога е виждал това преди!

Короналният дъжд беше открит в по-малки магнитни бримки като тези, новооткритите топилогични Rapo Null-Point (RNTPs). Изображение чрез обсерваторията Solar Dynamics / Емили Мейсън.

И така, как се случва този „дъжд“? Като най-общо казано, процесът е подобен на този, който се случва на Земята, Мейсън каза:

Но вместо 60-градусова вода, вие се занимавате с плазма от милион градуса.

За разлика от водата обаче плазмата е електрически зареден газ. Следва известността, излизаща от слънчевата повърхност, и е изключително гореща - от няколко хиляди до над 1, 8 милиона градуса по Фаренхайт (1 милион градуса по Целзий). На върха на известността той се кондензира и след това пада обратно към повърхността на слънцето като коронен дъжд.

В хидрологичния цикъл на Земята водата се изпарява на повърхността и се издига нагоре в атмосферата. След това той се охлажда и кондензира в облаци и когато има достатъчно влага в облаците, той пада обратно на повърхността като дъжд. Короналният дъжд е донякъде подобен процес, но със съвсем различен състав на самия дъжд.

Що се отнася до спомагането за разрешаването на някои от загадките на слънцето, короналният дъжд дава някои улики.

Измерването на газа в бавния слънчев вятър - отделно от другия бързо движещ се слънчев вятър - показва, че той е бил нагряван до екстремни градуси преди охлаждане и избягване на слънцето. Но как? Ако процесът се случи в каскавите стримери, тогава цикличният процес на нагряване и охлаждане зад коронален дъжд може да обясни това. Но тъй като дъждът изглежда се случва повече в по-малките бримки, тази идея може да се нуждае от още малко работа.

Многото различни части на слънцето, включително корона и известни места. Изображение чрез астрономия / Роен Кели.

В предишните теории се смяташе, че короналният дъжд се появява само в затворени вериги, където плазмата се нагрява и охлажда, но не може да избяга в космоса. Работата на Мейсън обаче предполага, че дъждът започва в затворен контур, но след това преминава - чрез процес, наречен магнитно повторно свързване - към отворен, като влак, който превключва коловози. Част от плазмата ще избяга, но някои ще падне обратно на повърхността като дъжд. Плазмата, която избяга, е част от бавния слънчев вятър.

Тогава е другият, дългогодишен пъзел защо външната атмосфера на слънцето е 300 пъти по-гореща от повърхността му. От своя страна този наблюдаван факт изглежда няма логичен смисъл. Както Мейсън откри, дъждът в контурите може да осигури точка на прекъсване, за да се определи точно къде се нагрява корона:

Ако контурът има коронен дъжд върху него, това означава, че най-долните 10 процента от него, или по-малко, е мястото, където се случва короналното нагряване.

Сега тези учени се надяват, че соларната сонда на НАСА Паркър, която прави най-близките проходи на Слънцето някога - дори летяща право през корона - ще помогне за по-нататъшното потвърждаване или не, находките на Мейсън.

Долен ред: Дъждът върху слънцето може да звучи безсмислено, но е истински - макар и във форма, различна от всичко на Земята - и може да помогне за решаването на някои дългогодишни загадки за това как работи нашето слънце.

Източник: Наблюдения на слънчевия коронален дъжд в топологии на Null Point

Чрез НАСА