Ученые разгадали тайну дождя на поверхности Солнца

Ученые объяснили, как формируется дождь на Солнце — явление, при котором охлажденные и более плотные сгустки плазмы конденсируются в короне и падают обратно на поверхность звезды. Исследование показало, что ключевую роль играют изменения в соотношении химических элементов в короне, которые ускоряют процесс охлаждения плазмы. Об этом сообщили в журнале New Atlas.

Как рассказали в материале, солнечный дождь не состоит из воды. В короне Солнца — внешнем слое звезды, состоящем из сверхгорячей плазмы, — формируются холодные и плотные сгустки. Эти сгустки конденсируются высоко над поверхностью и падают обратно, особенно во время солнечных вспышек.

Ранее модели не могли объяснить быстрое появление дождя. Ученые допустили, что состав элементов в короне постоянен, но на самом деле он меняется во времени и пространстве. Эти изменения, особенно для элементов с низким потенциалом первой ионизации, ускоряют потерю энергии через излучение, что приводит к быстрому охлаждению плазмы.

Команда использовала обновленный симулятор HYDRAD, который отслеживает поток плазмы вдоль магнитных петель, учитывая движение электронов и ионов. Новая версия позволяет изменять концентрацию элементов во времени и пространстве, что дало более точное совпадение с наблюдаемыми событиями солнечного дождя.

Плазма поднимается из нижних слоев Солнца (хромосферная испаряемость) и движется по магнитным петлям. На вершине петли концентрация элементов с низким FIP увеличивается, что повышает радиационные потери, быстро охлаждает плазму и вызывает ее конденсацию. Так формируются сгустки солнечного дождя во время вспышек.

Данные со спутника Hinode/EIS показали сложный элементный состав дождя: он имеет фотосферный «отпечаток», а горячая окружающая плазма — корональный. Это полностью совпадает с предсказаниями модели.

По словам исследователей, правильное учетное моделирование элементных изменений позволяет точнее определять время охлаждения плазмы и лучше понимать процессы нагрева короны Солнца. Это открытие помогает улучшить все модели магнетогидродинамики солнечной атмосферы.