Солнечное пятно — это не всего лишь область на поверхности Солнца с относительно прохладной температурой. Это область, где магнитное поле особенно сильно. В недавнем исследовании, проведённом командой астрономов из Центра солнечно-земных исследований Технологического института Нью-Джерси (NJIT-CSTR), было обнаружено, что над такими солнечными пятнами возникают длительные поляризованные радиовсплески, продолжающиеся в течение нескольких недель.

Эти радиоволновые всплески напоминают явления, которые мы можем наблюдать в виде «северного сияния», или авроры на Земле и других планетах солнечной системы, включая Юпитер и Сатурн. На Земле «полярные сияния» возникают под влиянием солнечной активности, которая сопровождается выбросами заряженных частиц, взаимодействующих с атомами в атмосфере. Эти частицы, в особенности ускоренные электроны, производят интенсивное радиоизлучение на определённых частотах.

Иллюстрация радиоизлучения солнечного пятна. Источник: Sijie Yu

Однако наблюдаемые радиоволновые всплески над солнечными пятнами имеют свои особенности. Во-первых, они длительны и продолжаются несколько недель, что отличается от обычных солнечных радиовсплесков, протекающих в течение нескольких минут или часов. Во-вторых, их спектр отличается от известных ранее радиовозмущений. 

Команда исследователей полагает, что причина возникновения таких явлений кроется в захвате высокоэнергетичных электронов магнитными полями солнечного пятна, которые взаимодействуют с более прохладными и интенсивными магнитными областями пятна, создавая благоприятную среду для возникновения магниторезонансных эмиссий электрон-циклотронного мазера (процесса генерации электромагнитных волн в окрестности солнечных пятен). Магниторезонансные эмиссии происходят, когда энергичные электроны, находясь в присутствии сильного магнитного поля, испытывают резонансное взаимодействие с магнитными полями солнечного пятна. Магнитный резонанс возникает в результате того, что частота обращения электрона вокруг магнитной линии соответствует частоте электромагнитных волн, генерируемых этим процессом. Циклотронный мазер — это явление усиления электромагнитных волн в присутствии сильного магнитного поля. В контексте солнечных пятен это означает, что электроны под влиянием магнитного поля пятна ускоряются и излучают электромагнитные волны в определённых частотных диапазонах. Это явление играет значительную роль в формировании наблюдаемых радиоволновых всплесков над солнечными пятнами.

Открытие имеет большое значение для понимания процессов, происходящих в магнитных полях звёзд. Оно может способствовать развитию новых моделей и теорий, поскольку предлагает новые доказательства взаимодействия энергичных частиц и магнитных полей в окрестности солнечных пятен. 

Новые наблюдения могут помочь связать магнитные явления на Солнце с такими же явлениями в атмосферах других звёзд. Такое сопоставление может привести к пересмотру существующих моделей звёздного магнетизма и исследованию его физической природы.  

Подробнее на iXBT