בשנת 2006, התפרצה אחת מההתלקחויות השמש הגדולות ביותר שנצפו במשך 30 שנה, והרוויה מצלמות רנטגן על סיפון מצפה כוכבים המקיפים את כדור הארץ. האירוע ב-5 בדצמבר היה התלקחות עוצמתית של קרני רנטגן, שרשמה 'X9' בקנה מידה של התלקחויות חזקות מסוג 'X'. למרות שנצפו התלקחויות בעלות משקל X20+, ה-X9 הוא אירוע נדיר בכל זאת. עם זאת, ההתלקחות הזו משנת 2006 הופכת במהירות ידועה לא רק בזכות המאפיינים האנרגטיים שלה. זמן קצר לאחר ההתלקחות, ציפו אסטרונומים סולאריים לראות מבול של יונים בין-פלנטריים שנפלטים על ידי השמש. עם זאת, הם גילו משהו אחר; לא רק חלקיק שהם לא ציפו לו, אלא אחלקיק שלא אמור להיות שם...
כאשר פיצוץ בגודל של מאה מיליון פצצות גרעיניות מתפוצץ, לא היית מצפה ששום דבר יהיה שלם בקרקע-אפס, נכון? במקרה של התלקחויות סולאריות, כמות עצומה של אנרגיה מגנטית משתחררת בתהליך המכונה חיבור מחדש, האצה מהירה וחימום פלזמה סולארית. בהתאם לתנאים, אפשריות אנרגיות שונות של התלקחות סולארית, אך במקרה של ההתלקחות ב-5 בדצמבר 2006, הפלזמה הסולארית הואצה במהירות ובעוצמה, ושחררה קרינת רנטגן. באתר ההתלקחות, בתוך השטף המגנטי המסוקס והמפותל, טמפרטורות הפלזמה יכולות להמריא ל-10-20 מיליון קלווין (מדי פעם, עבור ההתלקחויות הגדולות ביותר, 100 מיליון קלווין). בתנאים אלה, שום דבר לא נשאר שלם. כל האטומים באזור המקומי הופכים מהאלקטרונים שלהם, ומשאירים מרק אנרגטי של חלקיקים מיוננים (כמו פרוטונים וגרעיני הליום) ואלקטרונים.
אז אתה יכול לדמיין את ההפתעה של קבוצת פיזיקאים סולארית שמשתמשת בנתונים מחללית התאום של מצפה הכוכבים הקרקעי (STEREO) המקיפה את השמש (אחת לפני מסלול כדור הארץ ואחת מאחור), כאשר הם זיהו סילון שלאטומי מימן ניטרליים טהוריםהנובע מההתלקחות.
'זיהינו זרם של אטומי מימן שלמים לחלוטין שיורה מתוך התלקחות סולארית מסוג X,' אומר ריצ'רד מוולדט מ-Caltech. 'איזו הפתעה! אטומים אלה יכולים לספר לנו משהו חדש על מה שקורה בתוך התלקחויות.'
'לא היו יסודות אחרים, אפילו לא הליום (המין האטומי השני בשכיחותו של השמש). מימן טהור זרם על פני החללית במשך 90 דקות תמימות.'
ספירת חלקיקי STEREO לאחר ההתלקחות (NASA)
מדידות של פליטות רדיו הצביעו על כך שגל הלם נוצר נמוך באטמוספירה הסולארית במהלך ההתלקחות, שחשף את האינטראקציה של יונים סולאריים נכנסים. פיזיקאים המתינו שעה ליונים הנכנסים (הזמן שחושב ליונים לעבור מהשמש לחללית STEREO), אך במקום זאת הגיע זרם האטומים הנייטרליים. זרם המימן נמשך 90 דקות, ואז הוא השתתק למשך 30 דקות רק כדי שהיונים הצפויים יציפו את החיישנים כפי שצפוי.במבט ראשון, הבלתי אפשרי הושג; התלקחות סולארית ייצרה איכשהו, ואז מיינה את המימן הנייטרלי ממרק הפלזמה וירה אותו לחלל. אבל זה יצר פאזל מביך מאוד: מימן ניטרלי, הרבה ממנו, זוהה כתוצאה מהתלקחות שמש, ובכל זאת האטומים האלהלא יכולקיימים בסביבה הקיצונית המקיפה את אתר ההתלקחות. מה נותן?
למעשה, אטומי המימן הללו לא נוצרו בתוך ההתלקחות, הם נוצרו לאחר ההתלקחות כשהתוצרים מהפיצוץ הסתחררו אל החלל הבין-פלנטרי.
'אנו מאמינים שהם התחילו את מסעם לכדור הארץ בחלקים, כפרוטונים ואלקטרונים'אמר מוולדט. 'אולם לפני שהם ברחו מאטמוספירת השמש, חלק מהפרוטונים כבשו מחדש אלקטרון ויצרו אטומי מימן שלמים. האטומים עזבו את השמש בצילום מהיר וישר לפני שניתן היה לפרק אותם שוב.'
הסיבה לכך שהאטומים הנייטרליים הללו הופיעו ב-STEREO מהר יותר מענן היונים היא משום שהמימן הנייטרלי לא הושפע (הואט) מהשדה המגנטי של השמש; האטומים ירו החוצה, בקו ישר, במקום להיות מוטים על ידי שטף מגנטי. ואיך הם נוצרו? פיזיקאים מאמינים שהפרוטונים 'לכדו' מחדש את האלקטרונים החופשיים בחלל שבין ההתלקחות לגלאי באמצעות המנגנונים הידועים של ריקומבינציה קרינה וחילופי מטען.
כעת, פיזיקאים סולארים רוצים לשחזר את הממצאים הללו כדי לראות אם סילוני מימן אלו הם תכונה נפוצה של התלקחויות שמש...אבל אולי יצטרכו לחכות זמן מה, השמש עדיין נהנית מהקסם השקט שלה...
מָקוֹר: נאס'א