Зонд Solar Orbiter обнаружил, что солнечные вспышки инициируются небольшими, но быстро усиливающимися возмущениями, подобно тому, как возникает лавина в горах. Этот процесс приводит к образованию «дождя» из плазмы, который продолжается даже после завершения вспышки. Результаты исследования основаны на детальных наблюдениях большой солнечной вспышки 30 сентября 2024 года.

Солнечные вспышки — это мощные взрывы на Солнце, возникающие при внезапном высвобождении энергии, накопленной в запутанных магнитных полях. Этот процесс, известный как «пересоединение», происходит за считанные минуты: магнитные силовые линии противоположного направления разрываются и вновь соединяются. Высвобождающаяся при этом энергия нагревает плазму до миллионов градусов и ускоряет частицы, что может приводить к солнечным вспышкам.

В свою очередь, солнечные вспышки могут вызывать геомагнитные бури на Земле, приводящие к перебоям в радиосвязи и повреждениям спутников. Мощность вспышек классифицируется по буквам латинского алфавита (A, B, C, M, X), где класс X — самые мощные.

Изображения высокого разрешения, полученные космическим аппаратом Solar Orbiter, позволяют рассмотреть мельчайшие детали «магнитной лавины», который привёл к крупной солнечной вспышке 30 сентября 2024 года. Источник: ESA & NASA / Solar Orbiter / EUI Team

Новые данные Solar Orbiter, полученные с помощью четырёх приборов, предоставили самое полное на сегодняшний день представление о солнечной вспышке. Инструмент EUI (Extreme Ultraviolet Imager) получил изображения с высоким разрешением в ультрафиолетовом диапазоне, показывающие детали размером всего в несколько сотен километров в солнечной короне с частотой два кадра в секунду. Другие приборы — SPICE, STIX и PHI — анализировали различные слои солнечной атмосферы и температурные режимы, от короны до фотосферы. Наблюдения охватывали 40-минутный период, предшествовавший вспышке.

Анализ показал, что за 40 минут до пика активности вспышки в наблюдаемом регионе уже присутствовала дугообразная структура из перекрученных магнитных полей и плазмы, связанная с крестообразной структурой усиливающихся магнитных силовых линий. Дальнейшее увеличение масштаба показало, что новые магнитные нити появляются на каждом кадре (каждые две секунды или быстрее). Эти нити скручиваются и приводят к нестабильности в регионе.

Перекрученные нити начинают разрываться и пересоединяться, запуская каскад дальнейших дестабилизаций. Это приводит к более сильным пересоединениям и выбросам энергии, которые проявляются как внезапное увеличение яркости. На следующем этапе начинается особенно сильное увеличение яркости, за которым следует отсоединение тёмной нити от одной стороны, её выброс в космос и одновременное раскручивание на высокой скорости. Яркие искры пересоединения видны вдоль всей нити, когда происходит основная вспышка.

Впервые одновременные измерения приборов SPICE и STIX позволили изучить, как быстрая серия пересоединений передаёт энергию во внешнюю часть солнечной атмосферы. Особый интерес представляет высокоэнергетическое рентгеновское излучение, которое является признаком того, где ускоренные частицы отдали свою энергию. Во время вспышки 30 сентября рентгеновское излучение резко возросло, и частицы ускорились до 40–50% скорости света (431–540 млн км/ч). Наблюдения показали, что энергия передавалась от магнитного поля к окружающей плазме во время пересоединений.

После основной фазы вспышки крестообразная форма магнитных силовых линий распалась, а плазма начала остывать и излучение частиц уменьшилось до «нормальных» уровней. Одновременно прибор PHI зафиксировал отпечаток вспышки на видимой поверхности Солнца, завершив трёхмерную картину события.

Подробнее на iXBT