Sygnały niczym bicie serca
Gdy na powierzchni Słońca dochodzi do koronalnych wyrzutów masy, w przestrzeń kosmiczną są posyłane nie tylko dżety bardzo gorącej plazmy, ale również strumienie promieniowania elektromagnetycznego, określane jako słoneczne błyski radiowe. Strumienie te składają się głównie z fal radiowych, a także mikrofal, promieniowania ultrafioletowego i promieniowania rentgenowskiego.
Słoneczne błyski radiowe, jak również niektóre rozbłyski radiowe z odległych gwiazd, czasami zawierają regularnie powtarzające się wzorce, znane jako quasi-okresowe pulsacje (QPP). Wzorce te zawierają krótkie przerwy w strumieniu promieniowania i na wykresie tworzą dołki i wzniesienia, niczym zapis sygnałów elektrycznych z serca – EKG.
„Te pulsujące wzorce są ważne dla zrozumienia, w jaki sposób energia w atmosferze Słońca jest uwalniana i rozpraszana podczas tych niewiarygodnie potężnych eksplozji.”, powiedział jeden z autorów pracy poświęconej odkryciu, opublikowanej w czasopiśmie Nature Communications. „Pochodzenie tych powtarzających się wzorców od dawna było jednak tajemnicą i tematem debaty wśród fizyków.”
Autorzy wspomnianej pracy przeanalizowali sygnał QPP zawarty w rozbłysku klasy C, który miał miejsce na powierzchni Słońca 13 lipca 2017 roku. W ten sposób niespodziewanie odkryli wtórny sygnał tego samego typu. Wydawał się on być powiązany z pierwszym sygnałem i pozwolił naukowcom określić, co dzieje się podczas rozbłysków słonecznych, które wytwarzają parę takich sygnałów.
Rozbłyski słoneczne mają miejsce, gdy linie pola magnetycznego Słońca plączą się, a następnie wracają na swoje miejsca niczym rozciągnięta i puszczona gumka recepturka. Proces ten powoduje uwolnienie ogromnych ilości energii i sprawia, że przegrzane pętle zjonizowanego gazu, czyli plazmy, są wyrzucane w przestrzeń kosmiczną, wraz z różnymi typami promieniowania.
Szybko przemieszczająca plazma wytwarza strumień naładowanych cząstek, który biegnie pionowo do centrum pętli plazmy w formie cienkich warstw. Uważa się, że zakłócenia w cienkich warstwach tego strumienia cząstek są źródłami sygnałów typu QPP przypominających bicie ludzkiego serca. Do teraz nikt nie wiedziano jednak, co powodowało zakłócenia.
Odpowiedź? Magnetyczne wyspy
Okazuje się, że źródłem zakłóceń są najpewniej przypominające bąbelki struktury, które naukowcy nazywają „wyspami magnetycznymi”. Wyspy te tworzą się na warstwie strumienia cząstek i qwazi-okresowo przesuwają się w stronę obszaru rozbłysku.
Teraz badacze zamierzają przeanalizować ponownie dane dotyczące innych sygnałów QPP niż te, które powstały w ramach rozbłyski z lipca 2017 roku. Pragną bowiem sprawdzić, czy i one powstały za sprawą wspomnianych magnetycznych wysp. Cóż, Słońce ma przed nami od teraz coraz mniej tajemnic.
Źródło: NJIT, fot. tyt. NASA/SDO