Астрономия

Подтверждена определяющая роль магнитного поля в солнечных вспышках

Солнечная вспышка

NASA/Flickr

Астрономы детально проследили за всеми этапами развития солнечной вспышки и коронального выброса массы. В результате им впервые удалось связать эти крупномасштабные события с мелкомасштабными неоднородностями в плазме, подтвердив одну из существующих теорий, согласно которой определяющую роль играют пересоединения магнитных силовых линий. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

В атмосфере Солнца регулярно происходят корональные выбросы массы (Coronal mass ejections — CME), а также связанные с ними вспышки в рентгеновском диапазоне и рождение потоков высокоэнергетических частиц. Эти процессы сопровождаются попаданием значительных объемов солнечной плазмы в межпланетное пространство и определяют космическую погоду. Именно эти события являются основной причиной возмущения магнитного поля Земли и, соответственно, магнитных бурь, которые могут негативно влиять на транспорт и инфраструктуру, в том числе приводить к нарушению электроснабжения.

Существует две модели, описывающие рождение CME. Согласно одной из них выбросы массы порождает разрушение магнитных жгутов — гигантских изогнутых образований на поверхности звезды, состоящих из плазмы и вмороженного в нее магнитного поля. По этой теории магнитный жгут существует достаточно долгое время, по крайней мере часы или даже дни, перед тем как возникающие возмущения не приводят к его резкому расширению в сторону от поверхности. Другая теория предполагает, что магнитные силовые линии Солнца начинают пересекаться, происходит магнитное пересоединение, что приводит к быстрому перестроению структуры магнитного поля и выделению его энергии в виде тепла. В результате формируется короткоживущий магнитный жгут, который быстро порождает вспышку.

В новой работе ученые детально исследовали CME на Солнце 13 мая 2013 года, который наблюдали два орбитальных телескопа — SDO и RHESSI. Событие происходило на самом краю диска звезды, благодаря чему ученым удалось подробно пронаблюдать динамику всего процесса и измерить плотность, температуру и магнитное поле в плазме. Исследователи смогли зафиксировать разделение вертикального плазменного слоя на отдельные сгустки, что является следствием пересоединения магнитных силовых линий, движение сгустков вверх и их объединение в крупный магнитный жгут, который на короткое время появился над поверхностью звезды, перед тем как разрушиться с испусканием плазмы в космос. Весь процесс занял порядка получаса, что подтверждает вторую теорию о природе выброса, в которой ключевую роль играют пересоединения.

«Все начинается с большого количества небольших трубок магнитного потока диаметром около нескольких тысяч километров, которые затем постепенно сливаются посредством пересоединения, причем вследствие лавинообразного нарастания образуются все большие структуры, пока магнитные трубки не вырастают до размеров в миллионы километров», — поясняет процесс один из авторов, Астрид Верониг из Грацского университета имени Карла и Франца в Австрии.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.