Sunčeva korona ima temperaturu višu od milijun stupnjeva, ali nije svugdje jednako vruća. U njoj se iznova pojavljuju golemi oblici znatno hladnije plazme, temperature oko 10.000 stupnjeva, a novo istraživanje sada pokazuje kako te strukture nastaju i zašto mogu opstati tjednima, pa i mjesecima.
Te su strukture poznate kao prominencije. Mogu se protezati tisućama kilometara i često podsjećaju na titrave plamene jezike raznih oblika. Iako na snimkama djeluju krhko, riječ je o velikim nakupinama tvari: njihova gustoća više je od stotinu puta veća od gustoće okolne korone.
U tom smislu prizor doista djeluje neobično, kao da golema planina lebdi u zraku. Prominencije mogu ostati stabilne tjednima, a ponekad i mjesecima. No u sebi nose i eruptivni potencijal. Ako ne nestanu postupno, mogu završiti snažnom erupcijom pri kojoj Sunce izbacuje nabijene čestice u svemir. Kada se takav oblak proširi prema Zemlji, može izazvati jake Sunčeve oluje.
Upravo zato njihovo proučavanje nije tek pitanje razumijevanja Sunčeve atmosfere. Kako ističu autori rada, pouzdanije prognoze opasnoga svemirskog vremena traže i bolje razumijevanje prominencija, jer su one važan dio te slagalice.
Trag vodi i ispod vidljive Sunčeve površine
U studiji objavljenoj u časopisu Nature Astronomy istraživači s Instituta Max Planck za istraživanje Sunčeva sustava u Njemačkoj pokušali su razjasniti kako prominencije nastaju i u čemu leži tajna njihove dugovječnosti. Njihovi rezultati upućuju na to da u pozadini djeluje više procesa, koji zajedno održavaju stalnu ravnotežu između gubitka i dotoka materijala.
Znanstvenici su u složenim računalnim simulacijama modelirali međudjelovanje magnetskog polja i plazme unutar Sunca. Pritom nisu uzeli u obzir samo Sunčevu atmosferu, gdje se prominencije pojavljuju, nego su prvi put uključili i dublje, hladnije slojeve zvijezde. Upravo ondje, ispod vidljive Sunčeve površine, turbulentna gibanja plazme stvaraju složeno i stalno promjenjivo magnetsko polje koje se proteže sve do korone.
Prema autorima rada, magnetsko polje u Sunčevoj atmosferi ima ključnu ulogu. Ono pokreće i usmjerava procese važne za nastanak i održavanje prominencija. Jednako je važan i temperaturni prijelaz između pojedinih slojeva. Donji dio Sunčeve atmosfere, kromosfera, s temperaturom do oko 20.000 stupnjeva znatno je hladniji od korone, dok sama Sunčeva površina doseže oko 6.000 stupnjeva.
Prominencija se oblikuje u spuštenom dijelu magnetskog polja
Za svoje izračune istraživači su se usredotočili na manje prominencije koje se protežu do oko 20.000 kilometara u koronu. Pritom su polazili od rasporeda magnetskog polja koji se često povezuje s tom pojavom. U takvoj konfiguraciji linije magnetskog polja u koroni tvore dvostruki luk, nalik na dva susjedna planinska vrha. Prominencija nastaje u spuštenom dijelu između tih uzdignutih struktura, gdje se materijal može zadržati.
Simulacije pokazuju da cijeli proces počinje svojevrsnim dotokom materijala iz nižih slojeva. Potaknuta turbulentnim, sitnim promjenama magnetskog polja, kromosfera izbacuje mlazove hladnije plazme. Taj materijal zatim ostaje zarobljen u spuštenom dijelu magnetskog polja visoko u koroni.
Tu počinje proces koji prominenciji omogućuje postojanost. Dio hladnije plazme neprestano se vraća prema nižim slojevima, poput kiše materijala. Istodobno se ti gubici stalno nadoknađuju.
Prema novim simulacijama, prominencija se održava zahvaljujući dvama izvorima nove tvari. Prvi je redovito izbacivanje materijala iz kromosfere. Drugi je, iako slabiji, dotok vruće plazme iz korone duž linija magnetskog polja prema istom području, gdje se ona potom hladi i kondenzira.
Autori ističu da njihovi izračuni sada uvjerljivije nego dosad pokazuju kako ta dva procesa djeluju zajedno. Upravo njihovo međudjelovanje omogućuje stalan dotok materijala i objašnjava zašto prominencije mogu opstati tako dugo.
Ranije simulacije, koje su uglavnom uzimale u obzir samo Sunčevu atmosferu, ponajprije su uspijevale opisati kondenzaciju u koroni. Ovaj novi rad zato zatvara važnu prazninu u razumijevanju te pojave i pokazuje da su za objašnjenje, a možda jednog dana i predviđanje eruptivne prirode Sunca, ključni i procesi koji se odvijaju u njegovim dubljim slojevima.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
