Астрофизики поняли, что предотвращает некоторые мощные извержения на Солнце
Астрофизики раскрыли возможный механизм остановки солнечных вспышек, предотвращающий мощные корональные выбросы массы. Он же может действовать и на других звездах, похожих на нашу.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, рассмотрено одно конкретное событие — мощный взрыв на Солнце, который так и не смог вырваться вовне. Благодаря развитию наблюдательного инструментария космического базирования изучить его удалось, что называется, вдоль и поперек.
В марте 2024 года в крупной и магнитно сложной активной области на Солнце произошла интенсивная вспышка. Над поверхностью светила начал подниматься протуберанец — выброс относительно холодного и плотного газа, увлекаемый скрученными магнитными полями, которые обычно выталкивают вещество в виде коронального выброса массы (CME). Однако на этот раз протуберанец внезапно замедлился, остановился и рухнул обратно.
«Эта мощная вспышка должна была привести к крупному выбросу. Вместо этого выброс заглох и распался почти сразу после того, как начался», — рассказывает астрофизик Тинюй Гоу из Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO), ведущий автор работы.
Сам по себе неудавшийся выброс не стал открытием — астрономы и раньше такое видели. Но стопорящие извержения механизмы оставались загадкой — и только теперь, благодаря наблюдениям несколькими аппаратами с разных ракурсов и в различных диапазонах, в этом удалось немного разобраться. Солнечная динамическая обсерватория и спутник «Хинодэ» вели съемку события вблизи линии Земля–Солнце, зонд Solar Orbiter наблюдал за ним сбоку. Дополнительные наблюдения в радио- и ультрафиолетовом диапазоне предоставили наземные телескопы и миссия IRIS.
Совмещение этих данных — подход, который часто называют «многоканальной астрофизикой» — позволило отслеживать одновременно и горячую плазму, излучающую в рентгеновском диапазоне, и более холодное вещество протуберанца, а также связать наблюдаемую картину с картой нижележащего магнитного поля Солнца.
Исследователи обнаружили, что разрыв и пересоединение линий магнитного поля происходили не в одном, а по меньшей мере в двух местах одновременно.
- Под поднимающейся магнитной структурой пересоединение вихревых полей работало привычным для солнечных вспышек образом — подталкивало плазму вверх.
- Однако над этой структурой развивался второй процесс пересоединения, который буквально врезался в верхнюю часть самого выброса.
«Это верхнее пересоединение ослабило силы, двигавшие выброс, и тем самым помогло его подавить», — объясняет астрофизик Катарин Ривз из SAO, соавтор статьи.
Кроме того, вышележащие магнитные поля заперли протуберанец в своеобразную магнитную клетку. Анализ данных показал, что с высотой поле ослабевало слишком медленно, чтобы позволить выбросу вырваться. В конечном итоге сочетание истощения жгута снизу и сверху полностью остановило извержение.
Эти результаты помогают объяснить давнюю загадку астрономии: почему на других звездах, похожих на Солнце, наблюдается так много вспышек, но при этом гораздо реже удается зафиксировать явные признаки звездных корональных выбросов массы. Ученые предполагают, что если сложные магнитные поля часто приводят к «провалу» выбросов, то некоторые звездные CME могут так и не покидать окрестности своей звезды, оставаясь невидимыми для наших телескопов.
«Подробно изучая этот неудавшийся выброс на нашем Солнце, мы получаем подсказки о таких же вспышках и извержениях по всей Галактике. А это, в свою очередь, помогает разобраться в физических механизмах успешных выбросов и условиях космической погоды у далеких звезд и планет, — подытожил Гоу.
