Zabilježena najveća koncentracija rijetkog izotopa

Tim znanstvenika pod vodstvom istraživača Southwest Research Instituta (SwRI) tražio je izvor dosad najveće koncentracije rijetkog izotopa helija 3 He emitiranog sa Sunca, koju je detektirala ESA-ina i NASA-ina sonda za promatranje Sunca Solar Orbiter, kako bi bolje razumjeli mehanizme koji pokreću čestice solarne energije (SEP) koje prožimaju naš solarni sustav.

SEP su visokoenergetske, ubrzane čestice koje uključuju protone, elektrone i teške ione povezane sa solarnim događajima poput baklji i izbacivanja koronalne mase.

"Ovaj rijedak izotop, koji je lakši od uobičajenog 4 He za samo jedan neutron, rijedak je u našem Sunčevom sustavu, a pronađen je u omjeru od oko jednog iona 3 He na 2500 iona 4 He", rekao je dr. Radoslav Bučik iz SwRI-a, glavni autor rada koji opisuje ovaj fenomen. "Međutim, čini se da solarni mlazovi preferirano ubrzavaju 3 He do velikih brzina ili energija, vjerojatno zbog njegovog jedinstvenog omjera naboja i mase."

Bučik je rekao da mehanizam koji stoji iza ovog ubrzanja ostaje nepoznat, ali obično može povećati brojnost 3 He do 10.000 puta više od njegove uobičajene koncentracije u Sunčevoj atmosferi, što je učinak bez premca u bilo kojem drugom poznatom astrofizičkom okruženju.

Nevjerojatno, ali u ovom slučaju Solar Orbiter je zabilježio 200.000 puta povećanje 3 He, a osim svoje velike količine, 3 He je ubrzan do znatno većih brzina od težih elemenata.

SwRI tim je točno odredio porijeklo emisija 3 He. NASA-in Solar Dynamics Observatory (SDO) pružio je slike visoke rezolucije malog solarnog mlaza na rubu koronalne rupe, područja gdje se linije magnetskog polja otvaraju u međuplanetarni prostor.

"Iznenađujuće, jakost magnetskog polja u ovoj regiji bila je slaba, tipičnija za tiha solarna područja, a ne za aktivna područja", dodao je Bučik. "Ovo otkriće podupire ranije teorije koje sugeriraju da je obogaćivanje 3 He vjerojatnije u slabo magnetiziranoj plazmi, gdje je turbulencija minimalna."

Osim toga, ovaj se događaj ističe kao jedan od rijetkih slučajeva gdje ionska poboljšanja ne slijede uobičajeni obrazac. Tipično, događaji poput ovih pokazuju veće obilje teških iona kao što je željezo. Ali u ovom slučaju željezo nije povećano. Umjesto toga, ugljik, dušik, silicij i sumpor bili su znatno obilniji od očekivanog. Znanstvenici su uočili samo 19 sličnih događaja u proteklih 25 godina, naglašavajući rijetkost i zagonetnu prirodu ovog fenomena.

Iako je solarna sonda Parker bila na povoljnoj lokaciji, bila je predaleko da bi otkrila događaj, napominje Bučik. Ovo naglašava važnost svemirskih letjelica koje rade bliže Suncu, kako bi otkrile više ovih malih, intrigantnih događaja i ponudile dragocjene uvide u mehanizme ubrzanja ove najmanje shvaćene populacije energetskih čestica u našem Sunčevom sustavu.

Rad objavljen u časopisu Astrophysical Journal možete pronaći na ovoj poveznici.