Ученые обнаруживают продолжительное радиоизлучение над солнечным пятном, подобное тем, которое ранее наблюдалось в полярных регионах планет и некоторых звезд, что может изменить наше понимание интенсивных звездных радиовсплесков. 1 кредит
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, астрономы из Центра солнечно-земных исследований Технологического института Нью-Джерси (NJIT-CSTR) провели подробные радионаблюдения необычного, похожего на полярное сияние, явления, происходящего на высоте 40 000 км над относительно темным и холодным участком на Солнце. , известное как солнечное пятно.
Исследователи говорят, что новое радиоизлучение имеет общие характеристики с авроральным радиоизлучением, обычно наблюдаемым в планетарных магнитосферах, таких как вокруг Земли, Юпитера и Сатурна, а также некоторых звезд с малой массой.
По словам ведущего автора исследования и ученого NJIT-CSTR Сиджи Ю., это открытие дает новое понимание происхождения таких интенсивных солнечных радиовсплесков и потенциально открывает новые возможности для понимания подобных явлений в далеких звездах с большими звездными пятнами.
«Мы обнаружили своеобразный тип длительных поляризованных радиовсплесков, исходящих от солнечного пятна и продолжающихся более недели», — сказал Ю. «Это совершенно не похоже на типичные кратковременные солнечные радиовсплески, которые обычно длятся минуты или часы. Это захватывающее открытие, которое может изменить наше понимание звездных магнитных процессов».
Знаменитые световые шоу аврорального сияния, которые видны на небе полярных регионов Земли, такие как Северное сияние или Южное сияние, происходят, когда солнечная активность нарушает магнитосферу Земли, что способствует выпадению заряженных частиц в полярную область Земли, где сходится магнитное поле, и взаимодействует с атомами кислорода и азота в верхних слоях атмосферы. Ускоряясь к северному и южному полюсам, такие электроны могут генерировать интенсивное радиоизлучение на частотах около нескольких сотен кГц.
Команда Ю говорит, что недавно обнаруженные солнечные радиоизлучения, обнаруженные в обширной области солнечных пятен, временно образующихся там, где магнитные поля на поверхности Солнца особенно сильны, отличаются от ранее известных солнечных радиошумовых бурь — как спектрально, так и во времени.
«Наш анализ с пространственным, временным и пространственным разрешением предполагает, что они вызваны электронно-циклотронным мазерным излучением (ЭЦМ), в котором участвуют энергичные электроны, захваченные в сближающихся геометриях магнитного поля», — объяснил Ю.
«Более холодные и сильно магнитные области солнечных пятен создают благоприятную среду для возникновения ECM-излучения, проводя параллели с магнитными полярными шапками планет и других звезд и потенциально предоставляя местный солнечный аналог для изучения этих явлений».
«Однако, в отличие от земных полярных сияний, эти выбросы полярных сияний в солнечных пятнах происходят на частотах от сотен тысяч кГц до примерно 1 миллиона кГц — прямой результат того, что магнитное поле солнечного пятна в тысячи раз сильнее, чем у Земли».
«Наши наблюдения показывают, что эти радиовсплески не обязательно связаны со временем солнечных вспышек», — добавил Рохит Шарма, ученый из Университета прикладных наук Северо-Западной Швейцарии (FHNW) и соавтор исследования. «Вместо этого спорадическая вспышечная активность в близлежащих активных областях, по-видимому, перекачивает энергичные электроны в крупномасштабные петли магнитного поля, закрепленные на солнечном пятне, которые затем приводят в действие радиоизлучение внеземного космического пространства над этим регионом».
Считается, что «радио-полярное сияние» демонстрирует вращательную модуляцию, синхронизированную с вращением Солнца, создавая то, что Ю называет «эффектом космического маяка».
«Когда солнечное пятно пересекает солнечный диск, оно создает вращающийся луч радиосвета, подобный модулированному радиополярному сиянию, которое мы наблюдаем от вращающихся звезд», — отметил Ю. «Поскольку это радиополярное сияние на солнечном пятне представляет собой первое обнаружение такого рода, наш следующий шаг включает ретроспективный анализ. Мы стремимся определить, могут ли некоторые из ранее зарегистрированных солнечных вспышек быть экземплярами этого недавно выявленного излучения».
Солнечное радиоизлучение, хотя и более слабое, сравнивается со звездным авроральным излучением, наблюдавшимся в прошлом, и может свидетельствовать о том, что звездные пятна на более холодных звездах, во многом подобно солнечным пятнам, могут быть источниками определенных радиовсплесков, наблюдаемых в различных звездных средах.
«Это наблюдение является одним из наиболее ярких свидетельств радиоизлучения ЕСМ, которое мы видели от Солнца. Характеристики напоминают некоторые из тех, которые наблюдаются на наших планетах и других далеких звездах, что заставляет нас рассмотреть возможность того, что эта модель может быть потенциально применима и к другим звездам. со звездными пятнами», — сказал Бин Чен, доцент кафедры физики NJIT-CSTR и соавтор.
Команда говорит, что последнее открытие, связывающее поведение нашего Солнца и магнитную активность других звезд, может побудить астрофизиков переосмыслить свои текущие модели звездной магнитной активности.
«Мы начинаем собирать воедино загадку того, как энергичные частицы и магнитные поля взаимодействуют в системе, благодаря наличию долгоживущих звездных пятен не только на нашем Солнце, но и на звездах, находящихся далеко за пределами нашей солнечной системы», — заявили в NJIT Solar. исследователь Сураджит Мондал.
«Поняв эти сигналы от нашего собственного Солнца, мы сможем лучше интерпретировать мощные излучения самого распространенного типа звезд во Вселенной, М-карликов, которые могут выявить фундаментальные связи в астрофизических явлениях», — добавил Дейл Гэри, заслуженный профессор NJIT-CSTR. физики.
Исследовательская группа, в которую вошли сотрудники Марина Батталья из FHNW и Тим Бастиан из Национальной радиоастрономической обсерватории, для достижения открытия использовала широкополосные наблюдения спектроскопии динамического радиоизображения с Очень большой решетки Карла Дж. Янски.
Информация от: Технологическим институтом Нью-Джерси.
