Солнечные вспышки являются одними из самых интересных явлений, исследуемых астрофизиками. Их изучение важно не только потому, что они влияют на нашу жизнь и технику здесь, на Земле, но и потому, что природа этих событий чрезвычайно увлекательна и сложна. Ученые опубликовали новую статью в журнале Astronomy & Astrophysics, предложив принципиально иной взгляд на механизм возникновения солнечных вспышек.
Исследователи использовали новейшие данные с аппарата Solar Orbiter Европейского космического агентства. Они заметили, что классическая модель, объясняющая формирование вспышек, нуждается в пересмотре. Согласно новым данным, причиной вспышек становятся небольшие магнитные «лавины», а не токовые слои, как считалось ранее.
Наблюдения с борта Solar Orbiter
30 сентября 2024 года камера высокого разрешения телескопа EUI, установленная на борту аппарата, фиксировала активность на участке солнечного диска. За полчаса до начала крупной вспышки исследователи увидели начало слабых, почти незаметных магнитных взаимодействий в короне Солнца. Эти взаимодействия повторялись регулярно каждую пару секунд, формируя тонкие нити магнитного поля, напоминающие плетение канатов.
Однако первое наблюдение не выявило значительного увеличения потока высокоэнергетичных частиц, которое традиционно связывается с началом солнечной вспышки. И всё же вскоре стало ясно, что обычные изменения постепенно перерастают в нечто большее.
Самообучающаяся система и ее сходство с песком
По словам авторов исследования, развитие ситуации напоминает динамику сыпучих материалов вроде песка. Если медленно добавлять песок, формируется гора, однако наступает момент, когда дополнительная песчинка запускает цепочку небольших смещений, превращаясь в большую лавину. Точно так же накопление тонких магнитных структур достигает своего предела, вызывая быстрое разрушение основной структуры и инициируя крупномасштабную вспышку.
Эта новая концепция радикально отличается от прежней идеи о том, что энергия выделяется в тонком слое тока над основным каналом. Теперь ученые предполагают, что мелкие микроскопические процессы разрыва нитей внутри самого каната порождают каскад реакций, приводящий к всплеску активности.
Открытие новых феноменов
Во время регистрации вспышки Solar Orbiter заметил необычное поведение плазмы. В районе активного участка появились яркие точечные явления, перемещавшиеся вдоль петель магнитного поля подобно каплям дождя. Хотя каждая такая точка просуществовала лишь несколько секунд, они создавали яркую картину на фоне солнечных вспышечных лент.
Учёные считают, что эти «капли» представляют собой не сами частицы плазмы, а места столкновений энергичных электронов, разогнанных нестабильностью магнитного поля. Именно там возникают локальные взрывы тепла и света, создавая иллюзию капель.
Перспективы дальнейших исследований
Несмотря на значительный прогресс, остаётся много вопросов относительно механизмов, управляющих поведением нашего ближайшего соседа-звезды. По мнению исследователей, дальнейший сбор данных позволит лучше разобраться в деталях происходящих процессов.
Использование космических аппаратов наподобие Solar Orbiter позволяет изучать детали величиной порядка сотен километров, открывая перспективы понимания природы солнечных явлений.
Таким образом, новое исследование приближает человечество к пониманию сложной физики Солнца, помогая избежать возможных негативных последствий сильных вспышек.