חוקרים זיהו פערי זמן משמעותיים בפליטות בהתפרצויות סולריות שמאתגרים את הדיוק של המודל הנוכחי של ההתפרצויות הסולריות, ומצביעים על מנגנוני העברת אנרגיה חליפיים אפשריים
מחקר חדש גילה פערים בין תחזיות מהדמיה ותצפיות אמיתיות של הדינמיקה של התפרצויות סולריות, בעיקר בעיתוי של פליטות מהכרומוספרה.
התפרצויות סולריות הן אירועים מאוד חזקים המתרחשים באטמוספרה של השמש ונמשכים כמה דקות עד כמה שעות. לפי מודל ההתפרצויות הסטנדרטי, האנרגיה המניעה את ההתפרצויות מועברת על ידי אלקטרונים מואצים שנעים מאזור האיחוי המגנטי של העטרה אל הכרומוספרה.
כשהאלקטרונים האלה מתנגשים בפלזמה שבכרומוספרה, הם משחררים את האנרגיה שלהם, ומחממים ומייננים את הפלזמה. האינטראקציה הזאת גם יוצרת קרינה חזקה בכל אורכי הגל של הספקטרום האלקטרומגנטי. האזורים בהם האנרגיה הזאת משתחררת נקראים "נקודות העִקבה" (footpoints) של ההתפרצויות הסולריות, והם קורים בדרך כלל בצמדים הקשורים מגנטית.
מחקר חדש נועד לבדוק את התקפות של המודל הסטנדרטי על ידי השוואה בין התוצאות של הדמיות מחשב המבוססות על המודל ונתונים תצפיות שסיפק הטלסקופ מקמאת-פירס בזמן ההתפרצות הסולרית SOL2014-09-24T17:50. המחקר התמקד במדידת פערי זמנים בין פליטות א"א מצמד מקורות בכרומוספרה בהתפרצות.
"מצאנו הפרש משמעותי בין נתוני התצפיות מהטלסקופ וההתנהגות שחזה המודל. בנתוני התצפיות, צמד נקודות העקבה הופיע כשני אזורים מאוד זוהרים של הכרומוספרה. האלקטרונים הפוגעים יצאו מאותו האזור של העטרה ונעו במסלולים דומים, ולכן שני הכתמים היו צריכים לזהור כמעט בו-זמנית בכרומוספרה לפי המודל, אבל נתוני התצפיות מראים פער זמן של 0.75 ביניהם", אמר פאולו ג'וזה דה אגיאר סימוינש, המחבר הראשון של המאמר מברזיל.
פער של 0.75 שניות נראה אולי לא רלבנטי, אבל החוקרים חישבו שהפער המירבי לפי המודל צריך להיות 0.42 שניות כשמביאים בחשבון את כל התצורות הגאומטריות האפשריות. המספר האמיתי היה גבוה יותר בכמעט 80% אחוז. "השתמשנו בטכניקה סטטיסטית מתוחכמת כדי להסיק את פערי הזמנים בין צמדים של נקודות עקבה, ואמדנו את אי הוודאויות של הערכים האלה באמצעות שיטת מונטה קרלו. בנוסף, התוצאות נבדקו באמצעות הדמיות של העברת אלקטרונים והדמיות קרינתיות-הידרודינמיות. באמצעות שימוש בכל המשאבים האלה, הצלחנו לבנות תרחישים שונים של זמן המעוף של האלקטרונים בין העטרה והכרומוספרה וזמן היצירה של קרינת הא"א. כל התרחישים שהתבססו על ההדמיות הראו פערי זמנים קטנים בהרבה מנתוני התצפיות", אמר סימוינש.
אחד התרחישים שנבדקו היה של תנועה ספירלית ולכידה מגנטית של אלקטרונים בעטרה. "באמצעות הדמיות של העברת אלקטרונים, חקרנו תרחישים שכללו אסימטריה מגנטית בין נקודות עקבה של ההתפרצות. ציפינו שהפערים בין זמני החדירה לכרומוספרה של האלקטרונים יהיו פרופורציונליים להבדל בעוצמת השדה המגנטי בין נקודות עקבה, שגם יגדיל את ההבדל במספר האלקטרונים שמגיעים לכרומוספרה בגלל אפקט הלכידה המגנטית. אבל הניתוח של נתוני תצפיות קרינת הרנטגן שעשינו הראה שהעוצמות של נקודות העקבה היו מאוד דומות, וזה מצביע על דפוזיציה של כמויות דומות של אלקטרונים באזורים האלה ושולל זאת כגורם לפערי הזמנים בפליטה שנצפתה", אמר.
ההדמיות הקרינתיות-הידרודינמיות הראו גם שצירי הזמן של היינון וההתאחות בכרומוספרה היו קצרים מכדי להסביר את פערי הזמן. "דימינו את ציר הזמן של פליטת הא"א. חישבנו את העברת האלקטרונים לכרומוספרה, הדפוזיציה של אנרגיית האלקטרונים, והשפעותיה על הפלזמה: חימום; התפשטות; יינון והתאחות של אטומי המימן וההליום; הקרינה הנוצרת במקום, שגורמת לשחרור אנרגיה עודפת. קרינת א"א נוצרת כתוצאה מהגידול בצפיפות האלקטרונים בכרומוספרה בגלל יינון המימן, שבתחילה נמצא במצב ניטרלי בפלזמה. ההדמיות הראו שהיינון ופליטות הא"א מתרחשות כמעט מייד בגלל חדירת האלקטרונים המואצים, ולכן לא יכולים להסביר את הפער של 0.75 שניות בין הפליטות של נקודות העקבה", אמר סימוינש.
עוד בנושא באתר הידען:
