في قدرٍ يغلي فيه الحساء، تطفو حبيبات الدهن الخفيفة إلى السطح، بينما تستقر قطع الخضار الثقيلة في القاع. صورة مماثلة – الانفصال الجاذبي – تُلاحظ في الغاز الساخن المخلخل حول الشمس وغيرها من النجوم، لكن بدل المرق، هناك خليط من الجسيمات المشحونة: الإلكترونات والبروتونات وجسيمات ألفا (نوى الهيليوم، المكوّنة من بروتونين ونيوترونين).
تسحب الجاذبية جميع الجسيمات إلى الأسفل، لكن الإلكترونات الخفيفة تقاوم هذا الجذب بقوة أكبر من البروتونات الثقيلة. ينشأ مجال كهربائي ضعيف يوزّع الجسيمات على ارتفاعات مختلفة. اشتق العلماء معادلات تصف هذا المجال، واختبروها باستخدام المحاكاة الحاسوبية. تبيّن أن المجال يعتمد على تركيز جسيمات ألفا – نوى الهيليوم الأثقل من البروتونات.
عندما يُسخَّن الغاز بشكل غير متساوٍ – على سبيل المثال، عندما تكون قاعدة الغلاف الجوي أسخن من أعلاه – تتعقد الصورة. تستجيب الجسيمات ذات الكتل المختلفة بشكل مختلف لتغيرات درجات الحرارة، فيظهر في المجال الكهربائي مكوّن «حراري» إضافي. يمكن أن يغيّر هذا المكوّن اتجاه المجال على ارتفاعات مختلفة.
هذا يشبه مبنى متعدد الطوابق، حيث تختلف درجة الحرارة وتكوين السكان في كل طابق. في الأسفل، بالقرب من «الموقد» الساخن، يوجد عدد أكبر من الجسيمات الثقيلة، بينما في الأعلى، حيث الجو أبرد، تتجمع الجسيمات الخفيفة. هذا الانفصال يغيّر خصائص الغلاف الجوي بأكمله – على سبيل المثال، كيف يوصل الحرارة وكيف تنطلق منه الرياح الشمسية.
في الهالة الشمسية، تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع: عند السطح حوالي 6000 درجة، وعلى مسافة عدة آلاف من الكيلومترات – بالفعل ملايين الدرجات. لا يزال هذا التناقض يُفسَّر بطرق مختلفة، والمجال الكهربائي الذي يفصّل الجسيمات هو أحد المفاتيح.
في رواية آرثر كلارك «العاصفة الشمسية»، يطير الأبطال عبر الهالة الشمسية، حيث تتصرف البلازما كما هو موصوف في المقال – مع انفصال الجسيمات ومجالات كهربائية معقدة.