Новое исследование Университета Сент-Эндрюс показало, что частицы в солнечных вспышках в 6,5 раза горячее, чем предполагалось ранее. Исследование предлагает неожиданное решение 50-летней загадки о нашей ближайшей звезде.
Солнечные вспышки — это внезапные и мощные выбросы энергии в солнечной атмосфере, которые нагревают её части до более чем 10 миллионов градусов. Эти драматические события значительно увеличивают количество солнечных рентгеновских лучей и радиации, достигающих Земли, и представляют опасность для космических аппаратов и астронавтов, а также влияют на верхние слои атмосферы нашей планеты.
Исследование, [опубликованное](https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205) в The Astrophysical Journal Letters, рассматривает доказательства того, как вспышки нагревают солнечную плазму до более чем 10 миллионов градусов. Эта солнечная плазма состоит из ионов и электронов. Новое исследование утверждает, что ионы солнечных вспышек, положительно заряженные частицы, составляющие половину плазмы, могут достигать температуры более 60 миллионов градусов.
Команда учёных, возглавляемая доктором Александром Расселом, старшим преподавателем по солнечной теории из Школы математики и статистики, анализируя данные из других областей исследований, пришла к выводу, что солнечные вспышки, скорее всего, нагревают ионы сильнее, чем электроны.
Доктор Рассел сказал: «Нас воодушевили недавние открытия, что процесс, называемый магнитным пересоединением, нагревает ионы в 6,5 раз сильнее, чем электроны. Это, по-видимому, универсальный закон, подтверждённый в околоземном пространстве, солнечном ветре и компьютерном моделировании. Однако никто ранее не связывал работу в этих областях с солнечными вспышками».
Солнечная физика исторически предполагала, что ионы и электроны должны иметь одинаковую температуру. Однако, пересчитав данные с использованием современных данных, учёные обнаружили, что различия в температуре ионов и электронов могут сохраняться до десятков минут в важных частях солнечных вспышек, что впервые позволило рассмотреть возможность существования сверхгорячих ионов.
Более того, новая температура ионов хорошо согласуется с шириной спектральных линий вспышек, потенциально решая загадку астрофизики, которая стояла почти полвека.
С 1970-х годов существует давний вопрос о том, почему спектральные линии вспышек, яркие усиления в солнечном излучении на определённых «цветах» в экстремально-ультрафиолетовом и рентгеновском свете, шире, чем ожидалось. Исторически считалось, что это может быть связано только с турбулентными движениями, но эта интерпретация подверглась сомнению, поскольку учёные пытались определить природу турбулентности.
После почти 50 лет новая работа предлагает сдвиг парадигмы, где температура ионов может внести значительный вклад в объяснение загадочной ширины спектральных линий солнечных вспышек.
Предоставлено Университетом Сент-Эндрюс.