Як насправді запускається сонячний спалах?
Космічний апарат Solar Orbiter Європейського космічного агентства наблизився до Сонця на відстань близько 43,3 мільйона кілометрів і зафіксував подію, яка стала проривом у сонячній фізиці. 30 вересня 2024 року він спостерігав середній за потужністю сонячний спалах і вперше дозволив простежити, як той формувався буквально "крок за кроком", пише Space.
Дивіться також Магнітні бурі: як наука передбачає їх виникнення і чи можемо ми підготуватися до наслідків
Ключовим відкриттям стало те, що спалах не був одиничним різким вивільненням енергії. Натомість він виник як "магнітна лавина" – серія дрібних магнітних нестабільностей, які поступово посилювали одна одну. За аналогією зі сніговою лавиною, невелике порушення в магнітному полі запустило каскад подій, що завершився потужним викидом енергії у вигляді ультрафіолетового та рентгенівського випромінювання.
Solar Orbiter використав одразу чотири наукові прилади. Особливо важливу роль відіграв інструмент Extreme Ultraviolet Imager, який протягом близько 40 хвилин відстежував зміни в короні Сонця з просторовою деталізацією в кілька сотень кілометрів і часовою роздільністю менше двох секунд. Це дозволило побачити, як магнітні силові лінії напружуються, розриваються й знову з’єднуються – процес, відомий як магнітна реконекція. Результати дослідження були опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics.
Дослідники зафіксували аркоподібну структуру з переплетених магнітних полів, наповнених плазмою. З часом ця структура ставала дедалі нестабільнішою. У місцях розриву магнітних ліній з’являлися яскраві точки – перші "іскри" майбутнього спалаху. Вони запустили ланцюгову реакцію дедалі потужніших подій, які швидко поширювалися в просторі та часі.
У певний момент частина цієї магнітної арки відірвалася від Сонця й була викинута в космос разом із плазмою. Саме такі процеси можуть призводити до корональних викидів маси, які, досягаючи Землі, спричиняють геомагнітні бурі, збої в роботі супутників і електромереж, а також полярні сяйва.
Знімок, зроблений Solar Orbiter за мить до потужного спалаху на Сонці / Фото ESA та NASA/Solar Orbiter/EUI Team
Інші прилади Solar Orbiter – SPICE, STIX і PHI – доповнили картину, показавши, як енергія спускалася з корони до фотосфери. Вчені спостерігали своєрідний "дощ" із гігантських згустків плазми, що рухалися вниз і посилювалися в міру розвитку спалаху. Під час піку події частинки розганялися до 40 – 50 відсотків швидкості світла, що стало несподіванкою навіть для досвідчених дослідників.
Раніше модель лавиноподібного вивільнення енергії застосовували переважно для статистичного опису великої кількості спалахів на Сонці. Тепер уперше з’явилися прямі докази, що такий механізм може керувати й окремим, конкретним спалахом. Це ставить під сумнів деякі класичні уявлення про природу сонячної активності.
Дивіться також Яка роль сонячних плям у виникненні магнітної бурі на Землі
Що це нам дає?
Відкриття має значення не лише для вивчення нашої зорі. Сонячні спалахи трапляються й на інших зірках, а червоні карлики, наприклад, демонструють їх значно частіше й потужніше. Якщо магнітна "лавина" є універсальним механізмом, це допоможе краще зрозуміти поведінку зірок загалом і навчитися точніше прогнозувати небезпечні космічні події в нашій власній системі.