Миссия под руководством Европейского космического агентства использовала Солнечный орбитальный аппарат для отслеживания происхождения сверхэнергичных электронов на Солнце. Аппарат отследил их происхождение до двух событий.
Результаты помогут учёным составлять более точные прогнозы космической погоды, чтобы космические аппараты оставались неповреждёнными и работоспособными.
«Знания, полученные с помощью Солнечного орбитального аппарата, помогут защитить другие космические аппараты в будущем, позволяя нам лучше понять энергетические частицы Солнца, которые угрожают нашим астронавтам и спутникам», — говорит Даниэль Мюллер, научный сотрудник проекта Европейского космического агентства по программе «Солнечный орбитальный аппарат».
Солнце ускоряет электроны почти до скорости света, а затем запускает их в космос, создавая солнечные энергичные электроны (SEEs). В Солнечной системе есть два вида таких электронов.
Один тип возникает во время интенсивных солнечных вспышек — всплесков высокоэнергетического излучения с поверхности Солнца. Другой — в результате выбросов корональной массы (CME), более крупных взрывов горячей плазмы и магнитных полей из атмосферы Солнца (короны).
Выбросы корональной массы, как правило, связаны с более высокой энергией, а значит, и с более высокоэнергетическими частицами, которые могут повредить космические аппараты. Поэтому важно понимать, как эти частицы движутся.
«Мы видим явное разделение между „импульсивными“ событиями с частицами, когда эти энергичные электроны отрываются от поверхности Солнца в виде всплесков через солнечные вспышки, и „постепенными“, связанными с более продолжительными выбросами корональной массы, которые высвобождают более широкий поток частиц в течение более длительных периодов времени», — говорит Александр Вармут, ведущий автор исследования из Института астрофизики им. Лейбница в Потсдаме, Германия.
«Солнечный орбитальный аппарат был запущен в 2020 году как совместная миссия Европейского космического агентства и NASA для получения детальных изображений Солнца и измерения солнечных ветров».
Солнечный орбитальный аппарат приближается к Солнцу на расстояние до 42 миллионов километров, что делает его одним из ближайших к Солнцу спутников.
«Подлетая так близко к нашей звезде, мы можем измерять частицы в „нетронутом“ раннем состоянии и таким образом точно определять время и место, где они стартовали на Солнце», — говорит Вармут.
Солнечный орбитальный аппарат за первые пять лет в космосе наблюдал множество событий с солнечными энергичными электронами. В результате учёные смогли провести детальный анализ и создать уникальную базу данных для изучения мировым сообществом.
Солнечный орбитальный аппарат изучает Солнце и солнечные ветры. Один из нерешённых вопросов, на который было обращено внимание в исследовании, — почему всегда существует задержка между обнаружением вспышки или выброса корональной массы и последующим выбросом электронов. Предыдущие наблюдения показали, что выброс электронов может занимать часы.
«Оказывается, это связано, по крайней мере частично, с тем, как электроны движутся в пространстве — это может быть задержка при выбросе, но также и задержка при обнаружении», — говорит Лаура Родригес-Гарсия, научный сотрудник Европейского космического агентства и соавтор исследования.
«Электроны сталкиваются с турбулентностью, рассеиваются в разных направлениях, и поэтому мы не замечаем их сразу. Эти эффекты усиливаются по мере удаления от Солнца».
Хотя может показаться, что между Солнцем и Землёй — просто пустое пространство, это не так. Заряженные частицы постоянно исходят от Солнца, увлекая за собой его магнитное поле в солнечном ветре, который может нарушать движение солнечных энергичных электронов.
Европейское космическое агентство планирует запустить миссию Smile в следующем году, чтобы продолжить измерение солнечных ветров и предоставить более подробную информацию о том, как энергичные электроны взаимодействуют с магнитным полем Солнца.
«Благодаря Солнечному орбитальному аппарату мы узнаём нашу звезду лучше, чем когда-либо», — говорит Мюллер.
«Исследование является отличным примером силы сотрудничества — это стало возможным благодаря объединённому опыту и командной работе европейских учёных, групп специалистов из всех государств — членов Европейского космического агентства и коллег из США».