Ученые объяснили «пальцеобразные» особенности солнечных вспышек
Новое объяснение плохо изученных нисходящих потоков в солнечной вспышке, называющихся надаркадными нисходящими потоками (SAD), дала с помощью трехмерного моделирования группа исследователей под руководством ученых из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов (CfA), 27 января статья с описанием результатов их исследования опубликована в журнале Nature Astronomy.
Необычная солнечная вспышка наблюдалась в январе 1999 года. Она отличалась от типичных вспышек, которые демонстрировали извержение ярких потоков энергии от Солнца, тем что в ней наблюдались нисходящие потоки, как если бы они падали обратно к Солнцу. Описанные как «движущиеся вниз темные пальцеобразные пустоты», они задали астрономам загадку своего происхождения.
Было высказано предположение, что эти потоки, названные астрономами надаркадными нисходящими потоками (SAD), связаны с магнитным пересоединением — процессом, происходящем, когда магнитные поля на Солнце разрушаются, высвобождая быстро движущееся и чрезвычайно энергичное излучение, а затем восстанавливаются.
Соавтор исследования астроном CfA Кэти Ривз поясняет: «На Солнце происходит то, что у там есть много магнитных полей, которые направлены во все стороны. В конце концов магнитные поля сходятся вместе в точке, где они перестраиваются и высвобождают много энергии в виде солнечной вспышки». И добавляет: «Это всё равно, что растянуть резинку и перерезать ее посередине».
Ученые предположили, что темные нисходящие потоки были признаками нарушенных магнитных полей, «возвращающихся» к Солнцу после солнечной вспышки. Однако в этом случае было непонятно, почему эти обратные потоки были «озадачивающе медленны».
Для понимания происходящего явления ученые проанализировали изображения нисходящего потока, полученные в Обсерватории солнечной динамики НАСА, которая делает снимки Солнца каждые двенадцать секунд в семи различных длинах волн света для измерения изменений в атмосфере Солнца. После чего выполнили трехмерное моделирование солнечных вспышек и сравнили их с наблюдениями.
Результаты показали, что большинство нисходящих потоков не генерируются магнитным пересоединением, а образуются сами по себе в турбулентной среде, являясь результатом взаимодействия двух жидкостей с разной плотностью. Это происходит также, говорит Ривз, как если бы происходило смешивание воды с нефтью.
Смесь двух жидкостей с разной плотностью нестабильна и они в конечном итоге разделятся. «Эти темные, похожие на пальцы пустоты и на самом деле представляют собой отсутствие плазмы. Плотность там намного ниже, чем в окружающей плазме», — объясняет Ривз.
Команда исследователей намерена продолжать изучение SAD и других солнечных явлений с помощью 3D-моделирования, чтобы лучше понять физику процессов магнитного пересоединения. Понимание процессов, вызывающих солнечные вспышки и извержения на Солнце, могут помочь в разработке инструментов для прогнозирования космической погоды и смягчения последствий магнитных бурь.
