راز سرعت «باران خورشیدی» فاش شد؛ نقش کلیدی «فراوانی عنصری» در فوران‌ها

معمای باران خورشیدی و نقص مدل‌های رایج

پدیده «باران خورشیدی» (solar rain) در نواحی فعال و هنگام فوران‌های خورشیدی پدید می‌آید. از نظر فیزیکی، این پدیده زمانی رخ می‌دهد که تابش، پلاسما را در تاج خورشید (Corona) خنک می‌کند.

با این حال، ترکیب عناصر در بخش‌های مختلف تاج خورشید ثابت نیست و با گذشت زمان و همچنین از یک منطقه به منطقه دیگر تغییر می‌کند. نکته‌ای که باعث سردرگمی دانشمندان شده بود، این است که بیشتر مدل‌های رایج این تغییرات را نادیده می‌گیرند و فرض می‌کنند که مقدار عناصر در همه جای تاج خورشید یکسان و بدون تغییر است.

ساده‌سازی بیش از حد فیزیک جو خورشید

این ساده‌سازی بیش از حد باعث می‌شود که مدل‌ها نتوانند رویدادهای سریع و پویایی مانند باران خورشیدی را به‌درستی توضیح دهند. از آن‌جا که میزان انرژی از دست رفته از طریق تابش، مستقیماً به نوع و مقدار عناصر موجود بستگی دارد، نادیده گرفتن این موضوع، فیزیک واقعی جو خورشید را مخدوش می‌کند.

لوک بناویتز، دانشجوی کارشناسی ارشدی که روی این پروژه کار می‌کند، در این باره می‌گوید: «در حال حاضر مدل‌ها فرض می‌کنند که توزیع عناصر در تاج خورشید در تمام مکان‌ها و زمان‌ها ثابت است، در حالی‌که آشکارا چنین نیست.»

کشف کلیدی: نقش فراوانی عنصری

محققان دانشگاه هاوایی دریافتند که کلید حل این معما در تغییرات ترکیب عناصر نهفته است. این تغییرات که در اصطلاح علمی «فراوانی عنصری» (elemental abundances) نامیده می‌شوند، می‌توانند توضیح دهند که چرا باران خورشیدی با چنین سرعتی شکل می‌گیرد.

با لحاظ کردن تغییرات واقعی در فراوانی عنصری در مدل‌ها، می‌توان فرآیند خنک شدن سریع پلاسما و در نتیجه شکل‌گیری سریع باران خورشیدی را به درستی شبیه‌سازی و درک کرد.