Астрономы раскрыли механизм, из-за которого некоторые солнечные извержения умирают, так и не достигнув космоса
Астрономы зафиксировали одно из самых детальных наблюдений неудавшегося солнечного извержения — мощного взрыва на Солнце, который так и не смог вырваться наружу. В марте 2024 года на поверхности нашей звезды возникла интенсивная солнечная вспышка, исходящая из крупной, магнитно-сложной активной области. Протуберанец, представляющий собой выброс относительно холодного и плотного газа, поднялся над поверхностью Солнца под действием скрученных магнитных полей, которые обычно выталкивают вещество в виде коронального выброса массы. Однако в этот момент протуберанец внезапно замедлился, остановился и рухнул обратно.
Как пояснила ведущий автор исследования Тиню Гоу, астроном из Смитсоновской астрофизической обсерватории, эта мощная вспышка должна была породить большое извержение, но вместо этого процесс остановился и разрушился вскоре после начала. Неудавшиеся извержения не являются новым открытием, астрономы наблюдали их и раньше, однако механизмы их возникновения и причины преждевременной "гибели" оставались во многом загадкой.
Исследовательская группа использовала редкую возможность для наблюдения, применив данные сразу с нескольких космических аппаратов, которые фиксировали одно и то же событие с разных углов и в различных диапазонах длин волн. В частности, обсерватория солнечной динамики НАСА и спутник «Хиноде» вели съемку с околоземной орбиты, в то время как солнечный орбитальный аппарат Европейского космического агентства наблюдал за извержением сбоку. Дополнительные радио- и ультрафиолетовые наблюдения поступили с наземных телескопов и миссии НАСА IRIS.
Эти комплексные, так называемые многоканальные наблюдения позволили группе ученых отследить одновременно и горячую, излучающую рентгеновские лучи плазму, и более холодный материал протуберанца, а также сопоставить увиденное с картой лежащего в основе магнитного поля Солнца. Исследователи обнаружили, что разрыв и воссоединение магнитных линий происходили более чем в одном месте одновременно. Под поднимающейся магнитной структурой пересоединение закрученных полей помогало выталкивать извержение вверх, как это обычно случается при солнечных вспышках. Однако над этой структурой запустился второй процесс пересоединения, который буквально врезался в верхнюю часть извергающейся магнитной конфигурации.
Как пояснила астроном Кэтрин Ривз, соавтор статьи, это верхнее пересоединение ослабило силы, движущие извержение, что и способствовало его остановке. Одновременно с этим очень сильные вышележащие магнитные поля действовали как магнитная клетка. Данные показали, что эти внешние поля затухали слишком медленно, чтобы позволить извержению стать нестабильным и вырваться на свободу. Таким образом, сочетание эрозии сверху и внешнего ограничения в итоге полностью остановило извержение.
Полученные результаты помогают объяснить давнюю загадку звёздной астрономии: почему на других звездах, похожих на Солнце, наблюдается множество вспышек, но гораздо меньше явных признаков звёздных корональных выбросов массы. Как предполагают ученые, если сложные магнитные поля часто приводят к неудаче извержения, то некоторые звёздные корональные выбросы могут умирать вблизи своей звезды и оставаться скрытыми от наших телескопов. По словам Тиню Гоу, наблюдая за неудавшимся извержением на собственном Солнце во всех деталях, исследователи получают окно в понимание того, как вспышки и выбросы могут работать во всей галактике. Эта работа, в свою очередь, помогает понять физические механизмы успешных извержений и среду космической погоды далеких звезд и планет.
Исследование в журнале Nature Astronomy.