Американські науковці розгадали 50-річну загадку аномальних спалахів на Сонці

Нове дослідження Університету Сент-Ендрюс виявило, що частинки у сонячних спалахах можуть бути у 6,5 раза гарячішими за попередні розрахунки, що потенційно розв’язує 50-річну астрофізичну загадку.

Сонячні спалахи являють собою раптові та потужні викиди енергії у зовнішній атмосфері Сонця, які нагрівають її частини понад 10 мільйонів градусів. Ці події значно підвищують рівень сонячного рентгенівського випромінювання та радіації, що досягають Землі, створюючи небезпеку для космічних апаратів і астронавтів.

Дослідження, опубліковане у The Astro­phys­i­cal Jour­nal Let­ters, аналізує механізми нагрівання сонячної плазми до температур понад 10 мільйонів градусів. Сонячна плазма складається з іонів та електронів. Нова робота стверджує, що іони сонячних спалахів — позитивно заряджені частинки, які становлять половину плазми, — можуть досягати температур понад 60 мільйонів градусів.

Команда під керівництвом доктора Александера Рассела з факультету математики та статистики проаналізувала дані з інших дослідницьких галузей. Вчені з’ясували, що сонячні спалахи з високою ймовірністю нагрівають іони значно сильніше за електрони.

“Нас зацікавили недавні відкриття, що процес магнітного перез’єднання нагріває іони у 6,5 раза сильніше за електрони. Це, схоже, універсальний закон, підтверджений у навколоземному просторі, сонячному вітрі та комп’ютерних симуляціях. Однак ніхто раніше не пов’язував роботи у цих галузях із сонячними спалахами”, — пояснив Рассел.

Сонячна фізика історично припускала, що іони та електрони мають однакову температуру. Проте перерахунки з сучасними даними показали, що різниця температур може тривати десятки хвилин у важливих частинах сонячних спалахів.

Нова температура іонів добре корелює з шириною спектральних ліній спалахів, що може розв’язати астрофізичну загадку, яка існує з 1970‑х років. Спектральні лінії спалахів — яскраві посилення сонячного випромінювання на специфічних “кольорах” в екстремальному ультрафіолеті та рентгенівському світлі — виявилися ширшими за очікувані.

Раніше вважалося, що це пояснюється лише турбулентними рухами, але ця інтерпретація зазнавала критики через складність ідентифікації природи турбулентності. Нова робота пропонує зміну парадигми, де температура іонів може суттєво пояснити загадкову ширину спектральних ліній сонячних спалахів.