19 августа 2022 года астрономы, использующие телескоп Дэниела К. Иноуэ (DKIST) на гавайском острове Мауи, зафиксировали угасание солнечной вспышки класса C, которая оказалась весьма необычной.
В процессе наблюдений за угасанием вспышки ученые заметили необычайно интенсивные световые сигналы, или спектральные линии, исходящие от ионизированного кальция и водорода. Специалистов удивило, что эти сигналы были значительно ярче и имели более сложную структуру, чем предполагалось на стадии затухания, когда вспышка, как правило, должна постепенно остывать и успокаиваться.
Спектры формируются, когда свет от объекта проходит через специализированный инструмент, который разделяет его на составляющие волны. В случае вспышки 19 августа свет испускали возбужденные молекулы кальция II H и водорода-эпсилон. Эти две линии находятся близко друг к другу в солнечном спектре и дают представление о происходящем в хромосфере — сложном слое солнечной атмосферы между видимой поверхностью (фотосферой) и короной (внешней атмосферой). Линии поглощения указывают на ионизированный кальций в атмосфере и служат подсказками о активности хромосферы и силе магнитных полей в этих областях. Благодаря высокому разрешению DKIST удалось очень точно зафиксировать эти линии.
Наблюдаемые световые сигнатуры оказались шире и отличались по яркости способами, которые не могут объяснить существующие компьютерные модели, особенно учитывая, что они возникли на стадии угасания вспышки. Очевидно, здесь действуют более сложные физические процессы, которые компьютерные симуляции пока не учитывают в полной мере.
Чтобы понять, почему такие сигналы поразили астрономов, необходимо разобраться в механизме вспышки. Сначала происходит стадия предвестника, когда локальные магнитные поля над активной областью запутываются, как скрученные резинки. По мере увеличения скручивания вспышка переходит к импульсной (взрывной) стадии — магнитные поля разрываются и высвобождают огромное количество накопленной энергии в виде высокоэнергетических протонов и электронов. Затем начинается стадия угасания, когда уровни энергии вспышки успокаиваются, а область охлаждается.
Существующие модели предполагают, что нагрев во время вспышки происходит либо за счет пучков высокоэнергетических частиц, либо за счет распространения тепла через солнечную атмосферу. Авторы работы первоначально надеялись зафиксировать начальную стадию вспышки, но вместо этого им удалось запечатлеть конечную стадию. Данные по ней не совпали с ожиданиями.
Специалисты полагают, что для улучшения компьютерных моделей необходимо переосмыслить механизм нагрева при вспышках. Дополнительные наблюдения с использованием DKIST должны способствовать усовершенствованию расчетов нагрева солнечной атмосферы и проверке новых идей о поведении вспышек на всех стадиях их активности.
Фото: hi-tech.mail.ru