Naukowcy odkryli, że cząsteczki w rozbłyskach słonecznych mogą osiągać temperatury ponad sześciokrotnie wyższe, niż sądzono wcześniej. Tym samym rozwiązali zagadkę, która trapiła astrofizyków przez pół wieku.
Do tego wniosku doszli naukowcy z University of St Andrews w Szkocji, którzy odkryli, że dodatnio naładowane jony z rozbłysków słonecznych — jeden z dwóch kluczowych składników plazmy słonecznej — mogą zostać podgrzane do temperatury wynoszącej ponad 60 mln stopni Celsjusza. Odkrycie podważa wcześniejsze założenia i sugeruje, że podczas rozbłysków słonecznych, jony są podgrzewane znacznie intensywniej niż elektrony.
Rozbłyski mają znaczenie
Rozbłyski słoneczne to potężne wybuchy energii z pola magnetycznego Słońca i regularna cecha aktywności słonecznej. Z ludzkiej perspektywy zrozumienie tych zjawisk jest ważne, ponieważ silne rozbłyski mogą powodować poważne zakłócenia technologii na Ziemi — w tym komunikacji radiowej.
Badaniami kierował Alexander Russell, wykładowca teorii Słońca na University of St Andrews. Według jego zespołu kluczem do dokonania tego odkrycia były nowoczesne dane z badań rekoneksji magnetycznej — procesu, w którym energia magnetyczna jest wybuchowo przekształcana w ciepło i energię kinetyczną.
— Gdy dowiedzieliśmy się, że proces zwany rekoneksją magnetyczną ogrzewa jony 6,5 razy bardziej niż elektrony, byliśmy podekscytowani — powiedział Russell. — To może być uniwersalne prawo, które zostało potwierdzone w przestrzeni kosmicznej, wietrze słonecznym i symulacjach komputerowych. Jednak nikt wcześniej nie powiązał prac w tych dziedzinach z rozbłyskami słonecznymi.
Podczas badania zespół sprawdził, w jaki sposób podczas tych intensywnych zdarzeń energetycznych podgrzewana jest plazma rozbłysków słonecznych, składająca się zarówno z jonów, jak i elektronów.
— Fizyka słoneczna historycznie zakładała, że jony i elektrony muszą mieć taką samą temperaturę — powiedział Russell. — Jednak ponawiając obliczenia z wykorzystaniem nowoczesnych danych, odkryliśmy, że różnice temperatur jonów i elektronów mogą trwać nawet dziesiątki minut w ważnych częściach rozbłysków słonecznych, otwierając po raz pierwszy drogę do rozważenia istnienia super gorących jonów.
Oprócz zmiany tego, w jaki sposób rozumiemy mechanikę rozbłysków słonecznych, nowe szacunki dotyczące temperatury mogą pomóc w rozwiązaniu zagadki, która wprawiała fizyków Słońca w zakłopotanie przez prawie 50 lat. Już dawno temu zaobserwowano, że szerokość niektórych linii widmowych — śladów światła emitowanego podczas rozbłysków — jest większa, niż oczekiwano na podstawie standardowych założeń dotyczących temperatury.
— Co więcej — dodał Russell — nowa temperatura jonów pasuje do szerokości linii widmowych rozbłysków, potencjalnie rozwiązując zagadkę astrofizyki, która istniała przez prawie pół wieku.
Odniesienie
Russell, A. J. B., Polito, V., Testa, P., De Pontieu, B., & Belov, S. A. (2025). Solar Flare Ion Temperatures. The Astrophysical Journal Letters, 990(2).
Tekst opublikowany w amerykańskim „Newsweeku”. Tytuł, lead i śródtytuły od redakcji „Newsweek Polska”.
