Saulės protuberantai: karščio ir stabilumo paslaptis
Saulės atmosfera, dar vadinama korona, yra nepaprastai karšta, siekianti daugiau nei milijoną laipsnių. Tačiau joje egzistuoja protuberantai – milžiniški plazmos debesys, kurių temperatūra siekia tik apie 10 000 laipsnių. Šie debesys gali išsiplėsti dešimtimis ir šimtais tūkstančių kilometrų, primindami liepsnos liežuvius. Jų tankis yra daugiau nei šimtą kartų didesnis nei aplinkinės koronos. Nepaisant to, jie neskrenda į Saulę. Kodėl?
Naujas tyrimas ir jo išvados
Maxo Plancko Saulės sistemos tyrimų instituto mokslininkai atliko naują tyrimą, siekdami atsakyti į šį klausimą. Jie sukūrė sudėtingus kompiuterinius modelius, kurie atsižvelgia į plazmos ir magnetinių laukų sąveiką. Skirtingai nuo ankstesnių tyrimų, šie modeliai apima ne tik išorinę Saulės atmosferą, bet ir gilesnius žvaigždės sluoksnius.
Magnetinis laukas vaidina svarbų vaidmenį formuojant protuberantus. Paprastai jo linijos koronoje sudaro dvigubos arkos struktūrą, primenančią kupranugario kupros ar kalnų grandinę. Tarp šių arkų susidaro „įdubimas”, kuriame laikosi šalta plazma. Tačiau vien magnetinis laukas nėra pakankamas. Svarbu suprasti, iš kur atsiranda šios „įdubimo” medžiagos ir kodėl ji neišnyksta.
Temperatūros gradientas ir medžiagos srautas
Temperatūros gradientas Saulės atmosferoje taip pat yra svarbus. Apatinė Saulės atmosfera, vadinama chromosfera, įkaista iki 20 000 laipsnių, o Saulės paviršiaus temperatūra siekia apie 6000 laipsnių. Modeliavimas parodė, kad protuberanto formavimasis prasideda nuo medžiagos išsiveržimo iš chromosferos. Dėl mažo masto magnetinio lauko judesių šalta plazma išmetama aukštyn, kur ji patenka į magnetinę „spąstus” ir lieka koronoje.
Protuberanto stabilumas priklauso nuo sudėtingo procesų balanso. Dalį medžiagos „nukrenta” atgal į gilesnius Saulės sluoksnius, tačiau nuostoliai kompensuojami dviem mechanizmais. Pirma, iš chromosferos nuolat tiekiama nauja šaltos plazmos dalis. Antra, dalis karšto koronos medžiagos juda palei magnetines linijas į tą pačią sritį, kur ji atvėsta ir kondensuojasi. Taip protuberantas išlaikomas dėl nuolatinės medžiagos apykaitos.
Reikšmė Saulės aktyvumo prognozavimui
Šie rezultatai ne tik užpildo svarbią spragą Saulės fizikos supratime, bet ir priartina mokslininkus prie tikslesnių Saulės aktyvumo prognozių. Tai gali padėti geriau apsaugoti Žemės technologinę infrastruktūrą nuo galingų Saulės išmetimų pasekmių.
