Зонд Solar Orbiter выявил два источника исходящих от Солнца сверхбыстрых электронов
Солнечный аппарат Solar Orbiter Европейского космического агентства (ЕКА) впервые четко разделил потоки исходящих от Солнца опасных частиц на две группы. Оказалось, что одни электроны рождаются при солнечных вспышках, а другие – в результате мощных выбросов плазмы. Открытие важно для прогнозирования космической погоды, угрожающей спутникам и астронавтам.
Наше Солнце постоянно выбрасывает в окружающее пространство огромное количество заряженных частиц, которые движутся с невероятной скоростью. Эти потоки, состоящие в том числе из так называемых солнечных энергичных электронов, бомбардируют всю Солнечную систему. Долгое время ученые предполагали, что их источником являются вспышки и корональные выбросы массы, однако детали этого процесса оставались загадкой.
Зонд Solar Orbiter собирал данные с помощью восьми из десяти научных инструментов, проанализировав более 300 событий, связанных с выбросом частиц, в период с ноября 2020 по декабрь 2022 года. Ключевым достижением стало четкое разделение всех солнечных энергичных электронов на две группы, имеющие совершенно разное происхождение.
Первый тип, «импульсивный», связан со вспышками на Солнце – мощными, но относительно кратковременными взрывами на небольших участках светила. Второй тип, «постепенный», происходит в результате корональных выбросов массы – гигантских сгустков плазмы, которые охватывают большую часть солнечной короны и медленно распространяются в межпланетном пространстве.
Уникальность Solar Orbiter заключается в его возможности работать на крайне близком расстоянии от Солнца – там, где потоки частиц еще не успели подвергнуться значительным изменениям. Это позволяет ученым фиксировать их в практически «первозданном» виде и с высокой точностью определять не только время, но и место их формирования на звезде. Как объясняет ведущий автор исследования Александр Вармут из Потсдамского астрофизического института, достичь результата удалось именно благодаря комбинации многократных наблюдений на разном удалении от Солнца с помощью различных приборов.
Еще одним важным результатом стало объяснение давней аномалии – задержки между наблюдением солнечной вспышки или коронального выброса массы и регистрацией вызванных ими энергичных электронов у Земли. В некоторых случаях частицам требовалось несколько часов, чтобы достичь нашей планеты. Оказалось, что это связано не столько с отставанием самого выброса, сколько с особенностью передвижения электронов в пространстве. На своем пути они сталкиваются с турбулентностью и неоднородностями солнечного ветра – постоянного потока заряженных частиц, несущего с собой магнитное поле звезды. Это поле рассеивает и отклоняет электроны, создавая эффект задержки, который усиливается по мере удаления от Солнца.
Исследование имеет важное практическое значение для всего человечества, поскольку именно частицы, связанные с корональными выбросами массы, несут основную угрозу для космической инфраструктуры – спутников, орбитальных станций и астронавтов, которые находятся внутри них. Такие электроны обладают большей энергией и, следовательно, большим разрушительным потенциалом, поэтому их необходимо отслеживать.
В будущем эти наработки будут усилены наблюдениями аппаратов нового поколения. В 2031 году ожидается запуск зонда Vigil, который позволит впервые непрерывно наблюдать за одной из сторон Солнца, предоставляя информацию об активности светила. Это позволит заблаговременно обнаруживать потенциально опасные явления до того, как они станут видны с Земли, что позволит заранее узнать о скорости и направлении заряженных частиц. Кроме того, аппарат Smile, старт которого ожидается в 2026 году, углубит наше понимание того, как именно заряженные частицы взаимодействуют с магнитосферой Земли.
Ранее Solar Orbiter сделал самую детальную панораму Солнца, которую когда-либо удавалось запечатлеть в ультрафиолетовом диапазоне.
Самое популярное
