Магнитная лавина на Солнце объяснила механизм возникновения вспышек

Как на самом деле запускается солнечная вспышка?

Космический аппарат Solar Orbiter Европейского космического агентства приблизился к Солнцу на расстояние около 43,3 миллиона километров и зафиксировал событие, которое стало прорывом в солнечной физике. 30 сентября 2024 года он наблюдал среднюю по мощности солнечную вспышку и впервые позволил проследить, как та формировалась буквально "шаг за шагом", пишет Space.

Смотрите также Магнитные бури: как наука предсказывает их возникновение и можем ли мы подготовиться к последствиям

Ключевым открытием стало то, что вспышка не была единичным резким высвобождением энергии. Вместо этого она возникла как "магнитная лавина" – серия мелких магнитных нестабильностей, которые постепенно усиливали друг друга. По аналогии со снежной лавиной, небольшое нарушение в магнитном поле запустило каскад событий, завершившийся мощным выбросом энергии в виде ультрафиолетового и рентгеновского излучения.

Solar Orbiter использовал сразу четыре научных прибора. Особенно важную роль сыграл инструмент Extreme Ultraviolet Imager, который в течение около 40 минут отслеживал изменения в короне Солнца с пространственной детализацией в несколько сотен километров и временным разрешением менее двух секунд. Это позволило увидеть, как магнитные силовые линии напрягаются, разрываются и снова соединяются – процесс, известный как магнитная реконнекция. Результаты исследования были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Исследователи зафиксировали аркообразную структуру из переплетенных магнитных полей, наполненных плазмой. Со временем эта структура становилась все более нестабильной. В местах разрыва магнитных линий появлялись яркие точки – первые "искры" будущей вспышки. Они запустили цепную реакцию всё более мощных событий, которые быстро распространялись в пространстве и времени.

В определенный момент часть этой магнитной арки оторвалась от Солнца и была выброшена в космос вместе с плазмой. Именно такие процессы могут приводить к корональным выбросам массы, которые, достигая Земли, вызывают геомагнитные бури, сбои в работе спутников и электросетей, а также полярные сияния.

Снимок, сделан Solar Orbiter за мгновение до мощной вспышки на Солнце / Фото ESA и NASA/Solar Orbiter/EUI Team

Другие приборы Solar Orbiter – SPICE, STIX и PHI – дополнили картину, показав, как энергия спускалась из короны к фотосфере. Учёные наблюдали своеобразный "дождь" из гигантских сгустков, плазмы, которые двигались вниз и усиливались по мере развития вспышки. Во время пика события частицы разгонялись до 40 – 50 процентов скорости света, что стало неожиданностью даже для опытных исследователей.

Ранее модель лавинообразного высвобождения энергии применяли преимущественно для статистического описания большого количества вспышек на Солнце. Теперь впервые появились прямые доказательства, что такой механизм может управлять и отдельной, конкретной вспышкой. Это ставит под сомнение некоторые классические представления о природе солнечной активности.

Смотрите также Какова роль солнечных пятен в возникновении магнитной бури на Земле

Что это нам дает?

Открытие имеет значение не только для изучения нашей звезды. Солнечные вспышки случаются и на других звездах, а красные карлики, например, демонстрируют их значительно чаще и мощнее. Если магнитная "лавина" является универсальным механизмом, это поможет лучше понять поведение звезд в целом и научиться точнее прогнозировать опасные космические события в нашей собственной системе.