Новое исследование, проведённое учёными из Southwest Research Institute, выявило новый источник энергетических частиц вблизи Солнца. Эти наблюдения были сделаны с помощью инструментов на борту солнечного зонда NASA Parker, который обнаружил мощные явления, когда космический аппарат погружался в солнечную корону и выходил из неё.
Новые результаты предлагают новые перспективы на то, как магнитное пересоединение может нагревать солнечную атмосферу
Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters. Учёные миссии Magnetospheric Multiscale под руководством SwRI впервые напрямую зафиксировали источник магнитного пересоединения вблизи Земли, наблюдая, как этот взрывной физический процесс преобразует накопленную магнитную энергию в кинетическую энергию и тепло.
Доктор Михир Десаи, ведущий автор новой статьи об этом исследовании, сказал: «Теперь Parker сделал прямые наблюдения того, как магнитное пересоединение в гелиосферной токовой оболочке (HCS), где межпланетное поле меняет свою полярность, приводит к активизации заряженных частиц до чрезвычайно высоких энергий».
Как Parker пересекал HCS
Учёные обнаружили направленный к Солнцу реактивный поток пересоединения и направленные к Солнцу высокоэнергетические протоны, установив их происхождение из участков пересоединения HCS, а не из несвязанных процессов на Солнце. В центре потока пересоединения Parker обнаружил захваченные энергетические протоны в тысячу раз более многочисленные, чем доступная магнитная энергия на частицу.
Десаи сказал: «Эти результаты указывают на то, что магнитное пересоединение в HCS является важным источником энергетических частиц в околосолнечном солнечном ветре. Всюду, где есть магнитные поля, будет магнитное пересоединение. Но магнитные поля Солнца вблизи звезды намного сильнее, поэтому высвобождается гораздо больше накопленной энергии».
Магнитное пересоединение
Магнитное пересоединение — это процесс, при котором линии магнитного поля сходятся, разрываются и вновь соединяются в результате взрывного физического процесса. Этот процесс активирует частицы и генерирует высокоскоростные потоки. В основе космической погоды лежит пересоединение, которое ответственно за мощные солнечные явления, такие как солнечные вспышки и выбросы корональной массы (CME), а также вызывает возмущения в космической среде Земли.
Такие возмущения создают впечатляющие полярные сияния, но также могут приводить к сбоям в работе электросетей и нарушению спутниковой связи и навигационных систем.
Отчёты Американского метеорологического общества показали, что мощные солнечные явления в мае 2024 года нанесли ущерб фермерам, когда экстремальные геомагнитные бури нарушили работу точных систем навигации с GPS, используемых для посева, удобрения и сбора урожая, что привело к предполагаемым потерям до 500 миллионов долларов потенциального дохода.
Parker смог провести эти измерения благодаря рекордной близости к Солнцу, пролетая через его корону до трёх раз в год. Особый интерес представляет понимание того, как атмосфера Солнца нагревается и ускоряет солнечный ветер. Понимание этих процессов может помочь учёным разработать способы прогнозирования и смягчения последствий солнечных вспышек и CME, а также предоставить новые идеи для исследований в области лабораторного термоядерного синтеза.