Новые кадры, собранные международной командой под руководством исследователей Кембриджского университета, показывают, как запутанные линии магнитного поля, петляющие от поверхности Солнца, скользят друг вокруг друга и приводят к извержению, в 35 раз превышающему размер Земли, и взрывному выбросу магнитной энергии в космос.Открытие гигантского накопления энергии приближает нас на шаг ближе к предсказанию, когда и где произойдут большие вспышки, что имеет решающее значение для защиты Земли от потенциально разрушительной космической погоды.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.Хотя солнечные вспышки долгое время были впечатляющим напоминанием о мощи нашей звезды, они также связаны с корональными выбросами массы (CME) — извержениями солнечного материала с искривленной магнитной структурой, вылетающими из Солнца в межпланетное пространство.Космическая погода, такая как CME, была определена Национальным реестром рисков Великобритании как значительный риск для инфраструктуры страны. В конце прошлого года Метеорологическое управление Великобритании объявило, что разработает ежедневный прогноз космической погоды в сотрудничестве с Центром прогнозов космической погоды США (SWPC).
Ведущий автор статьи доктор Ярослав Дудик, международный научный сотрудник Королевского общества Ньютона в Центре математических наук Кембриджского университета, сказал: «Мы заботимся об этом, поскольку во время вспышек у нас могут быть КВМ, а иногда они направляются в нашем направлении. Человеческая цивилизация — это все. в настоящее время поддерживается технологиями, и эта технология уязвима для космической погоды. Действительно, НВМ могут повредить спутники и, следовательно, иметь огромные финансовые затраты ».«Они также могут угрожать авиакомпаниям, нарушая магнитное поле Земли.
Очень большие вспышки могут даже создать токи в электрических сетях и вывести из строя источники энергии».Одно из таких событий произошло на Земле до того, как технологии были так же интегрированы в человеческую цивилизацию, как сейчас, но все же имело заметный эффект. В 1859 году шторм Кэррингтон сделал ночное небо настолько ярким, что газеты можно было читать так же легко, как при дневном свете, и телеграфные системы загорелись.
Поэтому очень важно знать, что стандартные научные модели верны. Стандартная 3D-модель солнечных вспышек показала, что они происходят в местах, где магнитное поле сильно искажено.
В этих местах силовые линии магнитного поля могут непрерывно повторно соединяться, скользя и переворачиваясь друг с другом. При этом создаются новые магнитные структуры.
Задолго до вспышки силовые линии магнитного поля не перепутаны, и они образуют плавную дугу между двумя точками на фотосфере (видимой поверхностью Солнца) — областями, называемыми основаниями силовых линий.В гладкой дуге без перепутывания уровни магнитной энергии низкие, но запутывание будет происходить естественным образом, когда точки основания будут двигаться друг относительно друга.
Их движение вызвано тем, что они толкаются снизу мощными конвекционными потоками, поднимающимися и опускающимися под фотосферой.По мере продолжения движения перепутывание силовых линий вызывает накопление магнитной энергии.Подобно группе скрученных прямых шнуров, линии будут удерживать энергию до тех пор, пока она не станет слишком большой, а затем высвободят ее, «выпрямляясь» обратно в более низкое энергетическое состояние.Соавтор, доктор Хелен Мейсон, руководитель группы атомной астрофизики в Кембриджском университете, сказала: «Вы медленно накапливаете напряжение до точки, когда они перестают быть устойчивыми. ‘, они возвращаются к чему-то простому ".
Этот «пинг» создает солнечную вспышку и CME. Слово «пинг», конечно же, опровергает его силу.
Температура в горячих точках выброса может достигать почти 20 миллионов градусов по Цельсию.Теория оставалась неподтвержденной, пока в прошлом году Дудик не просматривал кадры с Солнцем для не связанного с ней проекта.Неудивительно, что открытие заняло так много времени.
Технология, с помощью которой было создано видео, является частью спутниковой миссии Solar Dynamics Observatory (SDO), которая была запущена НАСА только в 2010 году.Он наблюдает за Солнцем в ультрафиолете с помощью Сборки атмосферных изображений (AIA), снимающей изображения сверхвысокой четкости каждые 12 секунд.Последняя часть теоретической головоломки была создана в 2012 году французскими учеными — статья была опубликована всего за шесть дней до вспышки. Дудик признает, что интуитивную прозорливость открытия трудно игнорировать.
Но в науке удача благоприятствует подготовленным: «Внезапно я понял, на что смотрю», — сказал он.Дудик стал свидетелем ультрафиолетового танца, вызванного скольжением силовых линий магнитного поля друг вокруг друга, непрерывным «расстегиванием» и повторным соединением контуров вспышек, движущихся по поверхности. Но во время вспышки скользящее движение точки опоры сильно упорядочено и намного быстрее, чем случайные движения, запутывающие поле перед вспышкой.
Наблюдениям Дудика помог огромный размер вспышки, на которую он смотрел — она могла охватывать 35 Земель. Мало того, вспышка была самой мощной, известной как вспышка класса X, и потребовалось около часа, чтобы достичь своего максимума.
Если бы это произошло в меньшей вспышке, скользящее движение могло бы не быть видимым, даже с помощью технологий НАСА. Дудик сказал, что хотя до настоящего времени этот механизм был замечен только в ракете класса X, механизм вполне может быть тем, что происходит во всех вспышках. «Но мы еще не уверены».Нельзя недооценивать важность наблюдения за доказательствами теории, — сказал доктор Мейсон: «В последние годы теоретически было много разработок, но если вы на самом деле не свяжете это с наблюдениями, вы сможете широко рассуждать и отходить от истины, а не ближе. , не зная об этом ".