Астрономы обнаружили новый вид взрыва на Солнце

В ходе проведения солнечной астрономии ученые заметили, что периодически спутанные линии магнитного поля Солнца будут разрываться, а затем выравниваться. Этот процесс известен как магнитное пересоединение, где магнитная топология тела перестраивается, а магнитная энергия преобразуется в кинетическую энергию, тепловую энергию и ускорение частиц.

Однако, наблюдая за Солнцем, группа индийских астрономов недавно засвидетельствовала что-то беспрецедентное — магнитное переподключение, которое было вызвано ближайшим извержением. Это наблюдение подтвердило десятилетнюю теорию о магнитных пересоединениях и внешних факторах, а также может привести к революции в нашем понимании космической погоды и экспериментов по контролируемому синтезу и плазме.

Группа, ответственная за открытие, возглавлялась Абхишеком Шриваставой, ученым-солнечником из Индийского технологического института (BHU), и включала астрономов из Университета Южной Чехии, Школы наук о Земле и космосе Пекинского университета, Центра математической плазменной астрофизики, Индийского института астрофизики и обсерватории Арма.

Используя данные Обсерватории солнечной динамики НАСА, Шривастава и его коллеги наблюдали магнитный взрыв отличающийся от любого другого. Он начался в верховьях солнечной атмосферы (короне), где из-за извержения с поверхности Солнца образовалась большая петля материала (протуберанец). Затем она начала спускаться обратно на поверхность и, натолкнувшись на массу запутанных силовых линий, вызвала магнитный взрыв.

Как объяснил Абхишек Шривастава, ученый в области солнечной энергии из Индийского технологического института (BHU):

“Это было первое наблюдение внешнего драйвера магнитного переподключения. Это может быть очень полезно для понимания других систем. Например, магнитосферы Земли и планет, других источников намагниченной плазмы, включая эксперименты в лабораторных масштабах, где плазма сильно диффузионна и очень трудно поддается контролю.”

В предыдущих случаях магнитные переподключения, наблюдавшиеся как на солнце, так и вокруг Земли, носили спонтанный характер. Они возникают только в том случае, когда условия как раз подходят для определенной области Солнца, включая тонкий слой ионизированного газа (или плазмы), который проводит электрический ток — но только слабо.

Хотя возможность принудительного повторного соединения, вызванного взрывами, впервые была теоретизирована 15 лет назад, ни один из них никогда не наблюдался непосредственно. Этот тип повторного соединения может произойти в более широком диапазоне мест, где плазменные листы имеют еще более низкое сопротивление проводящему электрическому току. Однако для его запуска также требуется извержение, которое сожмет плазму и магнитные поля, заставляя их снова соединиться.

Художественное изображение линий поля Солнца, основанное на данных, собранных SDO. Источник: NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory

Используя SDO, команда смогла изучить эту плазму, исследуя Солнце на длине волны, которая показывала частицы, нагретые до 1 – 2 миллионов °C (1,8 – 3,6 миллиона °F). Это позволило им впервые в истории наблюдать и делать снимки вынужденного повторного соединения в солнечной короне. Все началось с того, что протуберанец в короне упал обратно в фотосферу, где он столкнулся с мешаниной силовых линий и снова соединился в характерную Х-образную форму.

Магнитные переподключения дают возможное объяснение тому, почему солнечная корона на самом деле на миллионы градусов горячее, чем нижняя атмосфера, – что было непреходящей загадкой для астрономов. Чтобы решить эту проблему, ученые-солнечники потратили десятилетия на поиски возможного механизма, который мог бы быть ответственным за движение этого тепла.

Имея это в виду, Шривастава и его команда наблюдали плазму в нескольких ультрафиолетовых длинах волн, чтобы вычислить ее температуру после события повторного подключения. Данные показали, что протуберанец, который был холоднее, чем окружающая корона, стал более горячим после события повторного соединения. Это говорит о том, что принудительное повторное подключение может быть ответственно за локальное нагревание короны.

В то время как спонтанное повторное соединение все еще может быть способствующим фактором, принудительные соединения, по-видимому, являются большим фактором, способным повышать температуру плазмы быстрее, выше и более контролируемым образом. В то же время Шривастава и его коллеги будут продолжать искать более принудительные события повторного подключения в надежде лучше понять механику, стоящую за ними, и как часто они могут происходить.

Эти результаты могут также привести к дополнительным солнечным исследованиям, чтобы увидеть, могут ли события извержения, такие как вспышки и выброс корональной массы, также вызвать принудительное повторное соединение. Поскольку эти извержения являются движущей силой космической погоды, которая может нанести ущерб спутникам и электронной инфраструктуре здесь, на Земле, дальнейшие исследования в области принудительного повторного подключения могут помочь создать более совершенные прогнозные модели.

Это, в свою очередь, позволит принимать ранние предупреждения и превентивные меры в случае вспышки или выброса. Понимание того, как магнитное переподключение может быть вызвано внешним драйвером, также может привести к прорывам в лаборатории. Это особенно верно для экспериментов по термоядерному синтезу, где ученые работают над тем, чтобы выяснить, как управлять потоками сверхнагретой плазмы.

Следующее

Место выбрано! Вот где Осирис-Рекс собирается взять образец грунта астероида Бену

Чт Июн 13 , 2019
Когда OSIRIS-REx прибыл к Бенну, астероид предстал более скалистым, чем предполагалось. Изображение, полученное 7 марта камерой PolyCam на космическом корабле OSIRIS-REx НАСА с расстояния около 5 км (3 мили) Фото: НАСА / Годдард / Университет Аризоны НАСА выбрало место отбора проб для своего космического аппарата «Осирис-Рекс». Сузив его до четырех […]