Post-impulsive millimeter emission of the 2022-05-04 solar flare

Stel je de zon voor als een gigantisch, chaotisch weerstation. Soms krijgt de zon een enorme driftbui die een zonnevlam wordt genoemd, wat een soort plotselinge, gewelddadige explosie van energie is. Wetenschappers kijken meestal naar deze explosies in röntgenstraling en ultraviolet licht, maar dit artikel richt zich op een specifiek type "nagalm"-signaal: millimetergolven. Denk aan millimetergolven als een ander soort radiosignaal, zoals het afstemmen op een heel specifiek, hoogfrequent radiostation dat we niet met onze oren kunnen horen, maar wel kunnen detecteren met speciale telescopen.

Hier is het verhaal van wat de onderzoekers hebben ontdekt, eenvoudig uitgelegd:

Het Mysterie van het "Naspel"

Op 4 mei 2022 vond een middelgrote zonnevlam plaats (geclassificeerd als M5.7). De hoofdexplosie, of de "impulsieve fase", gebeurde snel. Maar de wetenschappers waren geïntrigeerd door wat er na de hoofdbui gebeurde, tijdens de "post-impulsieve fase".

Normaal gesproken, wanneer er een vlam optreedt, verwachten we dat de radiosignalen vervagen terwijl de energie tot rust komt. Echter, dit team merkte iets vreemds op: op een specifiek tijdstip (rond 09:15 UTC) schoot het millimeter-radiosignaal juist weer omhoog. Het was alsof het feestje ten einde liep, maar de muziek plotseling weer harder werd.

Het Detectiewerk: Het Matchen van de Aanwijzingen

Om te achterhalen wat deze tweede piek veroorzaakte, handelden de onderzoekers als detectives die vingerafdrukken matchen. Ze keken naar twee verschillende soorten "bewijs" van de zon:

1. Het Radiosignaal: De piek in millimetergolven.
2. De Warmtekaart: Ze keken naar extreem ultraviolet (EUV) licht, wat fungeert als een thermische camera en hen laat zien hoe heet verschillende delen van de atmosfeer van de zon waren.

Ze vonden een perfecte match. Op het moment dat het millimeter-radiosignaal omhoog ging, liet de "thermische camera" een stijging in hitte zien in specifieke kanalen. Cruciaal was dat deze hitte niet afkomstig was van het superhete, gevaarlijke plasma (wat als de kern van een kernreactor zou zijn), maar van matig warm plasma (ongeveer 1 miljoen graden Kelvin).

De Analogie: Stel je een kampvuur voor. De hoofdexplosie is als de blokken hout die in brand vliegen (zeer heet). De "naspel"-piek die zij vonden, is als de gloeiende sintels en de warme rook die opstijgt. Het is heet, maar niet zo heet als de initiële vlam.

De Grote Vraag: Wie Maakt het Geluid?

Al een lange tijd debatteren wetenschappers over waar deze millimeter-radiogolven vandaan komen.

• Theorie A: Ze komen uit de "koude" lagere lagen van de atmosfeer van de zon (de chromosfeer), zoals stoom die opstijgt uit een pan.
• Theorie B: Ze komen uit de "hete" bovenste lagen (de corona), zoals de hitte die uitstralt van een oven.

De onderzoekers gebruikten een wiskundig recept om te berekenen hoeveel van het radiosignaal verklaard kon worden door het hete plasma dat ze in de "thermische camera" zagen.

De Resultaten:
Ze ontdekten dat het hete plasma uit de bovenste atmosfeer (de corona) wel bijdroeg aan het signaal, maar dat dit niet het hele verhaal was.

• Het hete plasma was verantwoordelijk voor ongeveer 20% van het radiosignaal.
• Dit betekent dat de andere 80% waarschijnlijk ergens anders vandaan kwam (waarschijnlijk uit de koelere, lagere lagen).

Denk aan een koor dat een lied zingt. Het hete plasma was een kleine groep zangers (20%) die een mooie harmonie toevoegde, maar de hoofdmelodie (80%) werd gezongen door de rest van het koor in de lagere lagen.

De "Regen"-Connectie

Het artikel suggereert ook een fascinerend visueel beeld. De timing van de radio-piek en de stijging in hitte komt overeen met wat er gebeurt wanneer "coronaal regen" valt. Stel je waterdruppels voor die uit een wolk vallen; op de zon is dit heet plasma dat afkoelt en terugvalt naar het oppervlak. De onderzoekers suggereren dat deze vallende "regen" mogelijk de oorzaak is van die extra 20% aan radio-ruis.

De Kern van het Verhaal

Het artikel concludeert dat tijdens de "afkoelfase" van een zonnevlam de hete bovenste atmosfeer van de zon wel degelijk een rol speelt bij het genereren van radiogolven, maar dat het een bijrol speelt, en geen hoofdrol. Het draagt ongeveer één vijfde bij aan het signaal. Dit helpt wetenschappers begrijpen dat we, om zonnevlammen volledig te begrijpen, zowel naar de "hete" als naar de "koele" delen van de atmosfeer van de zon moeten luisteren die samenwerken.

Kortom: De zon had een vlam. Na de hoofdbui was er een tweede, kleinere radio-piek. Deze piek werd gedeeltelijk veroorzaakt door warme, vallende "regen" van plasma uit de bovenste atmosfeer van de zon, wat bewijst dat zelfs het "nageslacht" van een zonneexplosie een complexe mix bevat van hete en koele ingrediënten.