En ny studie ledd av University of Hawai'i (UH) i Mānoa har hjälpt till att förfina förståelsen av mängden väte, helium och andra element som finns i våldsamma utbrott från solen, och andra typer av sol "vind, "en ström av joniserade atomer som kastas ut från solen.

Coronal mass ejections (CME) är gigantiska plasmaskurar som bryter ut från solen, på väg ut i solsystemet med hastigheter så snabba som 2 miljoner miles per timme. Som solen själv, majoriteten av en CME:s atomer är väte. När dessa partiklar interagerar med jordens atmosfär, de leder till de lysande mångfärgade ljusen från Aurora Borealis. De har också potential att slå ut kommunikation, stoppa den moderna civilisationen.

Och deras orsak är ganska mycket ett mysterium.

UH Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) forskare Gary Huss ledde ett team av forskare i att undersöka ett prov av solvind som samlats in av NASA:s Genesis-uppdrag.

Det mesta av vår förståelse av solens sammansättning, som utgör 99,8 % av solsystemets massa, har kommit från astronomiska observationer och mätningar av en sällsynt typ av meteorit. År 2001, Genesis-sonden gick till rymden för att samla prover av solvind i rena material, och föra materialet tillbaka till jorden för att studeras i ett labb. Dessa prover representerade partiklar som samlats in från olika källor för solvind, inklusive de som kastas av CMEs.

Genesis-proverna möjliggjorde en mer exakt bedömning av väteförekomsten i CME och andra komponenter i solvinden. Cirka 91 % av solens atomer är väte, så allt som händer i solvindens plasma påverkas av väte.

Dock, att mäta väte i Genesis-proverna visade sig vara en utmaning. En viktig komponent i det senaste arbetet var att utveckla lämpliga standarder med användning av markbundna mineraler med kända mängder väte, implanteras med väte av en laboratorieaccelerator.

En exakt bestämning av mängden väte i solvinden gjorde det möjligt för forskare att urskilja små skillnader i mängden neon och helium i förhållande till väte som kastas ut av dessa massiva solutstötningar. Helium och neon, både ädelgaser, är svåra att jonisera. De nya mätningarna av väte visade att helium och neon båda var berikade i koronala massutstötningar, ger ledtrådar till den underliggande fysiken i solen som orsakar koronala massutkastningar.

I den mycket energiska händelsen, "det utstötade materialet verkar anrikas nästan systematiskt i atomer som kräver mest energi för att jonisera, sa Ryan Ogliore, medförfattare och biträdande professor i fysik vid Washington University i St. Louis. "Det säger oss mycket om fysiken som är involverad i de första stadierna av explosionen på solen."