Магнитная лавина: ученые разгадали секрет появления гигантских солнечных вспышек

Солнечные вспышки — одни из самых мощных взрывов в Солнечной системе. Они способны запускать цепные реакции, достигающие Земли, вызывать геомагнитные бури, нарушать радиосвязь и выводить из строя спутники.

Однако точный механизм того, как Солнце высвобождает колоссальную энергию за считанные минуты, долгое время оставался загадкой. Теперь благодаря космическому аппарату Solar Orbiter Европейского космического агентства ученые получили самую детальную картину рождения солнечной вспышки.

30 сентября 2024 года, во время близкого пролета мимо Солнца, четыре инструмента Solar Orbiter одновременно наблюдали крупную вспышку. Камера EUI фиксировала изменения в солнечной короне каждые две секунды, различая детали размером всего в несколько сотен километров. Другие приборы изучали разные слои Солнца — от раскаленной короны до видимой поверхности.

«Нам очень повезло стать свидетелями предвестников этой крупной вспышки в таких прекрасных деталях, — говорит соавтор исследования, научный сотрудник Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка Прадип Читта. — Мы оказались в нужном месте в нужное время».

Снимок, сделанный за секунду до мощной солнечной вспышки, запечатленный с беспрецедентной детализацией аппаратом Solar Orbiter.Источник: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team

Снимки Solar Orbiter показали, что вспышка начинается подобно снежной лавине. Примерно за 40 минут до пика ученые увидели темную арку из скрученных магнитных полей и плазмы. Новые магнитные структуры появлялись буквально каждые две секунды, закручиваясь подобно туго намотанным канатам. По мере накопления напряжения область становилась нестабильной.

Затем магнитные структуры начали быстро разрываться и пересоединяться, причем каждое такое событие было интенсивнее предыдущего. Это классический процесс магнитного пересоединения, при котором противоположно направленные магнитные линии разрываются и соединяются заново, нагревая плазму до миллионов градусов.

«Нас удивило то, что крупная вспышка появилась в результате серии меньших событий пересоединения, которые быстро распространяются в пространстве и времени», — отмечает Читта.

Вспышка на Солнце возникает в результате пересоединения магнитных линий.Источник: Wikipedia

Приборы зафиксировали, как частицы разгонялись до 40−50% скорости света. После пика вспышки камеры запечатлели необычное явление — «дождь» из светящихся плазменных капель, падающих сквозь солнечную атмосферу. Эти потоки продолжались даже после того, как основная фаза вспышки утихла.

«Это один из самых захватывающих результатов миссии Solar Orbiter, — говорит Михо Жанвье, научный сотрудник проекта в ЕКА. — Наблюдения показали нам центральный двигатель вспышки и подсветили ключевую роль лавинообразного механизма высвобождения магнитной энергии».

Это открытие заставляет ученых взглянуть по-новому на существующие теории образования солнечных вспышек и может стать основой для более точного прогнозирования космической погоды.