Erupțiile solare ating temperaturi mult mai mari decât se credea, dezvăluind o nouă fizică a Soarelui

O nouă analiză matematică sugerează că exploziile violente de material de pe Soare, cunoscute ca erupții solare, ar putea fi mult mai fierbinți decât și-a imaginat oricine. Calculele indică faptul că ionii, particulele încărcate din plasma solară, ar putea atinge o temperatură uluitoare de 60 de milioane de grade Kelvin (aproximativ 60 de milioane °C).

Această descoperire contrazice o presupunere de lungă durată în fizica solară. Până acum, temperaturile erupțiilor erau estimate pe baza încălzirii electronilor, plecându-se de la ideea că ionii și electronii ating aceeași temperatură. Noile date arată însă că motorul din spatele erupțiilor este mult mai eficient în a supraîncălzi ionii.

„Fizica solară a presupus întotdeauna că ionii și electronii trebuie să aibă aceeași temperatură. Cu toate acestea, refăcând calculele cu date moderne, am descoperit că diferențele de temperatură dintre ioni și electroni pot dura până la zeci de minute în părți importante ale erupțiilor solare, deschizând calea pentru a lua în considerare pentru prima dată ionii super-fierbinți.”, a explicat astrofizicianul Alexander Russell de la Universitatea St Andrews din Marea Britanie.

Un mister fierbinte al atmosferei solare

Erupțiile solare sunt manifestări spectaculoase ale dinamicii complexe a Soarelui. Deoarece ecuatorul stelei se rotește mai repede decât polii, liniile câmpului magnetic se încurcă și se tensionează până când se rup și se reconectează brusc, eliberând o cantitate imensă de energie.

Această energie trebuie să se ducă undeva, iar rezultatul este o erupție solară. Fenomenul încălzește materia ejectată și atmosfera solară la peste 10 milioane de grade Celsius — o valoare mult mai mare decât temperatura de la suprafața Soarelui (aproximativ 5.500 °C) sau chiar decât cea a coroanei solare (2 milioane °C).

Pe lângă căldură, erupțiile solare eliberează explozii puternice de raze X și radiații gamma. Deși aceste forme de lumină nu pot pătrunde prin atmosfera Pământului, ele pot perturba comunicațiile, pot afecta operațiunile sateliților și pot reprezenta un pericol real pentru astronauții de pe orbita joasă. Acesta este motivul pentru care înțelegerea lor detaliată este crucială.

O lege universală aplicată Soarelui

Echipa lui Russell a fost inspirată de lucrări recente din alte domenii care arătau că un proces numit reconectare magnetică încălzește ionii de 6,5 ori mai mult decât electronii.

„Aceasta pare a fi o lege universală și a fost confirmată în spațiul apropiat de Pământ, în vântul solar și în simulările pe computer. Cu toate acestea, nimeni nu a făcut până acum legătura între lucrările din aceste domenii și erupțiile solare.”, spune Russell.

Aplicând aceste concluzii la erupțiile solare, cercetătorii au calculat că ionii din aceste explozii pot atinge temperaturi de până la 60 de milioane de grade Celsius. O astfel de descoperire ar putea explica anumite caracteristici misterioase ale spectrelor erupțiilor solare, care i-au nedumerit pe oamenii de știință timp de decenii.

Acest studiu este un exemplu excelent al modului în care avansează știința modernă. Marile salturi în cunoaștere nu vin întotdeauna dintr-o singură observație, ci din capacitatea de a conecta idei din domenii aparent diferite – în acest caz, fizica plasmei din apropierea Pământului cu fenomenele de pe Soare. Este o dovadă a puterii gândirii interdisciplinare.

Prin contestarea unei presupuneri vechi de zeci de ani în fizica solară – aceea că ionii și electronii se încălzesc la fel – această cercetare nu doar că propune o nouă valoare a temperaturii, ci deschide și o cale spre rezolvarea unor enigme spectrale care i-au frustrat pe astronomi pentru o generație întreagă. Deocamdată, aceasta rămâne o ipoteză teoretică. Sunt necesare mai multe cercetări pentru a valida descoperirea, dar acum că oamenii de știință știu ce să caute, pot proiecta experimente și observații specifice pentru a testa această idee.

Analiza a fost publicată în jurnalul științific The Astrophysical Journal Letters.