Солнечные вспышки — удивительная вещь, оказывающая глубокое влияние на то, что астрономы называют «космической погодой». Эти события меняются в зависимости от 11-летнего солнечного цикла Солнца и испускают в космос огромное количество радиации всего электромагнитного спектра (от крайнего ультрафиолета до рентгеновских лучей). Последствия извержений, к которым относятся высокоширотные полярные сияния (Aurora Borealis и Australis), наблюдаются с незапамятных времен, но стали предметом изучения и прогнозирования лишь около полутора веков. Однако об этих драматических событиях еще многое неизвестно.
Например, известно, что извержения влияют на атмосферу Солнца, от видимой поверхности (фотосферы) до самого внешнего слоя (короны). Однако до сих пор остаются вопросы о том, как эти события повлияют на нижние слои атмосферы. В недавнем исследовании, проведенном Университетом Колорадо в Боулдере, группа исследователей использовала солнечный телескоп Дэниела К. Иноуйе (DKIST) на Мауна-Кеа, чтобы задокументировать вращение двух очень маленьких солнечных пятен на поверхности Солнца (пор). Эти поры были связаны с менее мощной вспышкой и двигались так, как никогда раньше не наблюдалось, что позволяет предположить, что динамика солнечной атмосферы более сложна, чем считалось ранее.
Исследование возглавил Рахул Ядав, ученый из Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо в Боулдере (UC Boulder). К нему присоединились коллеги из Отделения астрофизических и планетарных наук Калифорнийского университета в Боулдере, Национальной солнечной обсерватории (НСО) Национального научного фонда США (НСФ) и Института солнечно-земной физики СО РАН. Статья, подробно описывающая их результаты, «Вращение фотосферных пор, связанное со вспышкой C-класса по данным спектрополяриметрических наблюдений с помощью DKIST», недавно появилась в журнале Письма из астрофизических журналов.
Считается, что солнечные вспышки возникают, когда накопленная магнитная энергия в солнечной атмосфере ускоряет заряженные частицы в окружающей плазме. Они происходят в активных областях и часто сопровождаются выбросом значительного количества плазмы в космос (корональный выброс массы, КВМ) и выбросом ускоренных частиц (событие солнечных частиц, SPE). Они могут уничтожить спутники на околоземной орбите и вывести из строя радиоантенны и электронные сети на поверхности, поэтому ученые заинтересованы в том, чтобы узнать о них больше.
Вспышки классифицируются в зависимости от их мощности: класс B — самый слабый, класс C и M — немного более энергичный, а класс X — самый сильный. Предыдущие исследования показали, как интенсивные солнечные вспышки могут привести к образованию больших солнечных пятен, которые быстро вращаются и искажают активные области на поверхности Солнца. Но, как и Др. Ядав объяснил в пресс-релизе NSO: «То, что они наблюдали, было весьма неожиданным».[T]Его исследование — это первый случай, когда такое вращение наблюдалось в меньшем масштабе — менее 2000 километров. [~1,245 mi] поперек – что связано с менее интенсивной вспышкой класса C», – сказал он.
Кроме того, предыдущие наблюдения показали, что вращательное движение пятен происходит именно в полосе вспышки, где во время вспышки происходит наиболее интенсивное излучение. На этот раз команда наблюдала предвспышечное вращение, которое находилось на небольшом расстоянии от полосы вспышки, что позволяет предположить, что связь между различными слоями солнечной атмосферы во время вспышек может быть более сложной, чем считалось ранее. Ядав и его коллеги подозревают, что наблюдаемый ими процесс вызван изменениями силы Лоренца, вызванными взаимодействием между заряженными солнечными частицами (также называемыми солнечным ветром) и их магнитными полями.
Профессор Мария Казаченко, ученый НСО и соавтор исследования, объяснила:
«Если линии магнитного поля в короне перестроятся, они могут вызвать изменения в нижних слоях атмосферы, которые приведут к наблюдаемому вращению. Это открытие добавляет новое измерение к нашему пониманию сложных магнитных взаимодействий, которые происходят во время солнечных вспышек».
Уникальные наблюдения, сделанные командой с помощью телескопа Иноуе, дают новое представление о механизмах воздействия солнечных вспышек на нижние слои атмосферы Солнца. Например, предыдущие наблюдения многое рассказали о вращениях солнечных пятен, которые происходили во время более крупных извержений (класса M или X). Однако данные Иноуе показали, что подобные вращательные движения могут возникать и при менее интенсивных извержениях и в меньшем масштабе. Эти результаты могут привести к новым исследовательским подходам и помочь усовершенствовать наши модели солнечной активности.
Это повлияет на растущее число телекоммуникационных, исследовательских, интернет-спутников и спутников наблюдения Земли на орбите. Прогнозирование космической погоды, которая влияет на все в Солнечной системе вплоть до самого края гелиосферы, также важно для длительных космических полетов. Для астронавтов, работающих на Луне и Марсе и путешествующих в космосе, знание о вспышечной активности поможет снизить риск радиационного воздействия.
Дальнейшее чтение: НСО, АДЖЛ
