Тема:

Изучение Солнца 3 месяца назад

Раскрыт секрет теневых "пальцев" в солнечных вспышках

Массивное волокно плазмы, вырвавшейся на поверхность Солнца. Плазма течёт по петле вдоль силовой линии магнитного поля.

Массивное волокно плазмы, вырвавшейся на поверхность Солнца. Плазма течёт по петле вдоль силовой линии магнитного поля.
Фото NASA.

В январе 1999 года астрономы впервые наблюдали странное движения вещества внутри солнечной вспышки.

В отличие от типичных вспышек, которые переносят энергию прочь от нашей звезды, эта солнечная вспышка также демонстрировала нисходящий поток вещества. Как если бы материал падал обратно на светило. Описав увиденное как "тёмные пустоты, движущиеся вниз", астрономы задались вопросом, что именно они наблюдали.

Теперь астрофизики из Гарвард-Смитсоновского центра (CfA) предлагают новое объяснение плохо изученных нисходящих потоков, которые в настоящее время называют сверхарочными нисходящими потоками (supra-arcade downflow, или SAD).

Ведущий автор нового исследования, астроном CfA Чэнцай Шэнь (Chengcai Shen) описывает структуры как "тёмные черты, напоминающие пальцы".

Что же ими движет и действительно ли они связаны с магнитным пересоединением, как это предполагалось с момента их открытия?

Магнитное пересоединение происходит, когда линии магнитного поля разрушаются, высвобождая быстро движущееся и чрезвычайно мощное излучение, а затем восстанавливаются.

"На Солнце есть множество магнитных полей, направленных в разные стороны. В конце концов некоторые магнитные поля сближаются до такой степени, что перестраиваются и высвобождают много энергии в виде солнечной вспышки", – объясняет соавтор исследования Кэти Ривз (Kathy Reeves) из CfA.

Ривз добавляет: "Это как растянуть резинку и разрезать её посередине. Она туго натянута, поэтому она отскочит назад".

Учёные предположили, что тёмные нисходящие потоки — признак таких нарушенных магнитных полей, "возвращающихся" к Солнцу после солнечной вспышки.

Но с этим объяснением была одна загвоздка.

Большинство нисходящих потоков, наблюдаемых учёными, слишком медленные, чтобы вписаться в классическую модель магнитного пересоединения. Согласно ей, нисходящие потоки должны быть намного быстрее. Получается, теневые "пальцы" требуют другого объяснения.

Нисходящий поток над аркой плазмы во время солнечной вспышки, зафиксированный Обсерваторией солнечной динамики НАСА 29 ноября 2020 года.

Чтобы выяснить, что же всё-таки происходит, команда CfA проанализировала изображения нисходящего потока, полученные с помощью Обсерватории солнечной динамики (SDO) НАСА. Поясним, что научное оборудование космической лаборатории делает снимки Солнца каждые 12 секунд на семи различных длинах волн, что позволяет измерять изменения в атмосфере нашей звезды.

Затем астрономы провели трёхмерное моделирование солнечных вспышек и сравнили их с этими наблюдениями.

Результаты этой работы показывают, что большинство SAD в действительности генерируются не магнитным пересоединением. Они образуются в турбулентной среде и являются результатом взаимодействия двух веществ с разной плотностью.

Ривз говорит, что учёные, по сути, наблюдают то же самое, что происходит, когда смешиваются вода и нефть: две жидкости с разной плотностью нестабильны и в конечном итоге разделяются.

"Эти тёмные, похожие на пальцы пустоты на самом деле являются областями, где отсутствует плазма. Плотность [вещества] там намного ниже, чем в окружающей плазме", – поясняет Ривз.

Команда планирует продолжить изучение SAD и других солнечных явлений с помощью 3D-моделирования, чтобы лучше понять, как происходит магнитное пересоединение на поверхности Солнца.

Понимая процессы, которые вызывают солнечные вспышки и извержения плазмы на нашем светиле, исследователи смогут разработать более точные инструменты для прогнозирования космической погоды и смягчения её последствий на Земле.

Результаты исследования были опубликованы в престижном научном издании Nature Astronomy.

Напомним, ранее мы писали о том, как космический аппарат впервые "прикоснулся" к Солнцу, а также о том, как астрофизики выяснили, что нагревает атмосферу нашей звезды.

Рассказывали мы и о том, как солнечные бури могут вызвать интернет-апокалипсис.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".