Новое исследование заставило ученых по-новому взглянуть на Солнце. Выяснилось, что во время солнечных вспышек частицы нагреваются значительно сильнее, чем считали раньше: ионы в плазме могут достигать температур свыше 60 миллионов градусов, что в 6,5 раз превышает предыдущие оценки.
Солнечные вспышки — это резкие и мощные выбросы энергии во внешней атмосфере Солнца, которые нагревают ее определенные участки до десятков миллионов градусов. Эти процессы резко увеличивают поток рентгеновского и ультрафиолетового излучения, влияя на верхние слои земной атмосферы и создавая риски для космических аппаратов и здоровья астронавтов.
До недавнего времени считалось, что ионы и электроны в солнечной плазме нагреваются примерно в одинаковой степени. Однако команда ученых из Университета Сент‑Эндрюс под руководством специалиста по солнечной теории Александра Рассела обратила внимание на результаты независимых исследований магнитного пересоединения — явления, при котором линии магнитного поля резко меняют свою конфигурацию и высвобождают огромное количество энергии. Выяснилось, что в этом процессе ионы — положительно заряженные частицы, составляющие половину плазмы — получают значительно больше энергии, чем электроны и, соответственно, могут нагреваться до температур выше 60 миллионов градусов.
«Мы были поражены недавними открытиями, показавшими, что процесс магнитного пересоединения нагревает ионы в 6,5 раз сильнее, чем электроны. Это, по всей видимости, универсальный закон, подтвержденный в околоземном пространстве, солнечном ветре и компьютерных симуляциях. Тем не менее, никто ранее не связывал эти исследования с солнечными вспышками», — поясняет доктор Рассел. Пересчитав температуры с учетом этого аспекта, ученые пришли к выводу: температурная разница между ионами и электронами в наиболее активных областях вспышек может сохраняться десятки минут.
«Более того, — добавляет Рассел, — новая температура ионов хорошо согласуется с шириной спектральных линий вспышек, потенциально разрешая астрофизическую загадку, существующую почти полвека».
С 1970-х годов ученые пытались разобраться, почему спектральные линии вспышек — яркие усиления солнечного излучения на определенных «цветах» в экстремальном ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах — намного шире, чем ожидалось по теоретическим расчетам. Долгое время их связывали с турбулентными движениями в плазме, но убедительные доказательства таких движений не удалось найти. Теперь выяснилось, что «сверхгорячие» ионы сами по себе могут объяснить эту аномалию. Это открытие не только меняет наше понимание физики Солнца, но и может помочь улучшить прогнозирование космической погоды и ее влияние на технологии и жизнь на Земле.
Фото: hi-tech.mail.ru