Астрономия

Астрономы выяснили природу мощной солнечной вспышки 2017 года

NASA/Goddard/SDO

Исследователи из Технологического института Нью-Джерси и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики использовали результаты наблюдений комплекса радиотелескопов EOVSA, чтобы лучше понять движущую силу солнечной вспышки, зафиксированной 10 сентября 2017 года. Авторы нашли несколько основных механизмов, которые обусловили силу этой вспышки. Статья ученых опубликована в журнале Nature Astronomy.

10 сентября 2017 года с 18:30 до 19:30 по Москве астрономы наблюдали мощнейшую вспышку на Солнце, интенсивность которой достигла практически 10-3 Вт/м2. Эта вспышка является второй по величине за последний 11-летний солнечный цикл. В ходе нее исследователи наблюдали быстрый корональный выброс массы. Это событие стало первым, для которого исследователи смогли рассчитать то место, где происходит накопление и высвобождение энергии солнечной вспышки.

Массив телескопов EOVSA способен наблюдать за процессами на Солнце в микроволновом диапазоне длин волн. С помощью таких измерений можно получать данные о величине магнитных полей и энергии частиц в солнечных вспышках. Теперь американские исследователи смогли увидеть в центре вспышки 2017 года токовый слой, протянувшийся более чем на 40 000 километров. Он прошел через центр вспышки, в котором противоположные по направленности линии магнитного поля сближаются, а затем снова разъединяются, генерируя огромное количество энергии.

Авторы исследования использовали численное моделирование и объединили его с результатами наблюдений EOVSA и других исследующих Солнце аппаратов. Оказалось, что структура магнитного поля под действием токового слоя изменялась точно так, как предсказывала теоретическая модель для объяснения физики солнечных вспышек, которая впервые была предложена в 1990-х годах.

Измерения команды и соответствующие результаты моделирования показали, что токовый слой вспышки имел электрическое поле, напряженность которого была более 4000 вольт на метр. Такое сильное электрическое поле астрономы зафиксировали в области протяженностью 40 тысяч километров — почти три расположенные рядом Земли.

Анализ также показал, что благодаря магнитному полю в токовый слой поступало огромное количество энергии с примерной скоростью в 1022–1023 джоулей в секунду. Такая энергия выделяется при одновременном взрыве около ста тысяч самых мощных водородных бомб. По словам исследователей, сильное электрическое поле, генерируемое в этой области, может легко ускорить электроны до релятивистских энергий.

Однако кроме всего прочего исследователи неожиданно обнаружили, что профиль электрического поля в области токового слоя не совпадал с измеренным распределением релятивистских электронов в пространстве. То есть в этой вспышке была еще какая-то движущая сила. Анализ исследователей показал, что 99% всех релятивистских электронов собирались на высоте в 20 тысяч километров от поверхности Солнца в структуру, с виду похожую на бутылку, . Такая структура возникла из-за действия магнитных полей. Похожие «бутылки» создаются искусственно в термоядерных реакторах для сжатия вещества.

Теперь исследователи планируют использовать полученные данные для анализа других вспышек. Авторы собираются провести еще более точное моделирование с помощью новых исследовательских инструментов, так как способностей массива EOVSA уже оказывается недостаточно.

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