Năm 2006, một trong những ngọn lửa mặt trời lớn nhất được quan sát trong 30 năm đã phun trào, làm bão hòa các camera X-quang trên các đài quan sát trên quỹ đạo Trái đất. Mặc dù đã quan sát thấy pháo sáng có trọng lượng ở X20 +, nhưng X9 là một sự kiện hiếm hoi giống nhau. Tuy nhiên, ngọn lửa năm 2006 này nhanh chóng được biết đến không chỉ bởi các đặc tính năng lượng của nó. Ngay sau khi ngọn lửa bùng phát, các nhà thiên văn học mặt trời dự kiến sẽ thấy một lũ các ion liên hành tinh bị Mặt trời đẩy ra. Tuy nhiên, họ đã phát hiện ra một thứ khác; không chỉ là một hạt mà họ mong đợi, mà còn hạt không nên có ở đó…
Khi một vụ nổ có kích thước của một trăm triệu quả bom hạt nhân phát nổ, bạn sẽ không mong đợi bất cứ điều gì còn nguyên vẹn ở mặt đất - không, phải không? Trong trường hợp bùng phát năng lượng mặt trời, một lượng năng lượng từ tính khổng lồ được giải phóng thông qua một quá trình được gọi là kết nối lại, nhanh chóng tăng tốc và đốt nóng plasma mặt trời. Tùy thuộc vào các điều kiện, năng lượng bùng phát mặt trời khác nhau là có thể, nhưng trong trường hợp bùng phát vào ngày 5 tháng 12 năm 2006, plasma mặt trời đã tăng tốc nhanh chóng và dữ dội, giải phóng bức xạ tia X. Tại vị trí bùng phát, trong từ thông thắt nút và xoắn, nhiệt độ plasma có thể tăng vọt lên 10-20 triệu Kelvin (đôi khi, đối với các ngọn lửa lớn nhất, 100 triệu Kelvin). Trong những điều kiện này, không có gì còn nguyên vẹn. Bất kỳ nguyên tử nào trong khu vực địa phương đều bị tước electron, để lại một súp năng lượng gồm các hạt ion hóa (như proton và hạt nhân helium) và electron.
Vì vậy, bạn có thể tưởng tượng sự ngạc nhiên của một nhóm các nhà vật lý mặt trời sử dụng dữ liệu từ tàu vũ trụ quan sát mặt đất quan sát mặt trời (STEREO) song sinh quay quanh Mặt trời (một phía trước quỹ đạo Trái đất và một phía sau), khi họ phát hiện ra một tia nước nguyên tử hydro trung tính tinh khiết phát ra từ ngọn lửa.
“Chúng tôi đã phát hiện ra một luồng các nguyên tử hydro hoàn toàn nguyên vẹn bắn ra từ ngọn lửa mặt trời lớp X, Nói rằng Richard Mewaldt của Caltech ,. CúcThật ngạc nhiên! Những nguyên tử này có thể cho chúng ta biết một điều mới về những gì xảy ra bên trong pháo sáng.”
“Không có yếu tố nào khác có mặt, thậm chí không có heli (loài nguyên tử phong phú nhất thứ hai của Mặt trời). Hydro tinh khiết đã bay qua tàu vũ trụ trong 90 phút.”
Các phép đo phát xạ vô tuyến chỉ ra rằng sóng xung kích đã được tạo ra thấp trong bầu khí quyển mặt trời trong quá trình bùng phát, cho thấy sự tương tác của các ion mặt trời tới. Các nhà vật lý đã chờ đợi một giờ để các ion đến (thời gian tính cho các ion di chuyển từ Mặt trời đến tàu vũ trụ STEREO), nhưng thay vào đó, các dòng nguyên tử trung tính đã đến. Dòng hydro kéo dài trong 90 phút, và sau đó nó im lặng trong 30 phút chỉ để các ion dự kiến tràn ngập các cảm biến như dự đoán.
Thoạt nhìn, điều không thể đã đạt được; một ngọn lửa mặt trời đã được tạo ra bằng cách nào đó, sau đó phân loại hydro trung tính từ súp plasma và bắn nó vào không gian. Nhưng điều này tạo ra một câu đố rất khó hiểu: hydro trung tính, rất nhiều, đã được phát hiện do hậu quả của ngọn lửa mặt trời, và những nguyên tử này không thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt xung quanh vị trí bùng phát. Đưa cái gì?
Trên thực tế, các nguyên tử hydro này không được tạo ra bên trong ngọn lửa, chúng hình thành sau ngọn lửa khi các sản phẩm từ vụ nổ xoắn ốc vào không gian liên hành tinh.
“Chúng tôi tin rằng họ đã bắt đầu hành trình đến Trái đất thành từng mảnh, dưới dạng proton và electron, Mewaldt nói. CúcTuy nhiên, trước khi họ thoát khỏi bầu khí quyển Mặt trời, một số proton đã lấy lại một electron, tạo thành các nguyên tử hydro nguyên vẹn. Các nguyên tử rời khỏi mặt trời trong một cú bắn nhanh, thẳng trước khi chúng có thể bị phá vỡ một lần nữa.”
Lý do tại sao các nguyên tử trung tính này xuất hiện tại STEREO nhanh hơn đám mây ion là do hydro trung tính không bị ảnh hưởng (làm chậm) bởi từ trường Sun Sun; các nguyên tử bắn ra, theo một đường thẳng, thay vì bị lệch bởi từ thông. Và họ đã hình thành như thế nào? Các nhà vật lý tin rằng các proton đã thu hồi các điện tử tự do trong không gian giữa ngọn lửa và máy dò thông qua các cơ chế nổi tiếng tái hợp phóng xạ và trao đổi điện tích.
Bây giờ, các nhà vật lý năng lượng mặt trời muốn sao chép những phát hiện này để xem liệu các tia nước hydro này có phải là đặc điểm chung của pháo sáng mặt trời không nhưng họ có thể phải đợi một lúc, Mặt trời vẫn đang tận hưởng câu thần chú lặng lẽ của nó...
Nguồn: NASA
