Наблюдения с помощью радиотелескопа указали, где именно солнечные вспышки ускоряют заряженные частицы
Ученые пронаблюдали мощную солнечную вспышку в радиотелескоп и построили карту распределения электронов различных энергий в области вспышки. Им удалось идентифицировать регион, в котором почти все электроны оказываются разогнанными до высоких энергий.
Солнечные вспышки — самые мощные взрывы, происходящие в Солнечной системе на регулярной основе. Энерговыделение большой вспышки может достигать миллиардов мегатонн — в десятки миллионов раз мощнее извержений вулканов Кракатау или Хунга-Тонга, последнее из которых потрясло Тихий океан в январе этого года. Подробно мощные вспышки и их опасности отлично разобраны тут, а в этой заметке остановимся на их природе кратко.
Вспышки на Солнце происходят благодаря магнитному полю, которое над солнечными пятнами бывает в тысячи раз сильнее земного. Иногда дрейф магнитных полей приводит к встрече силовых линий противоположной полярности. Магнитное поле в регионе вспышки, в соответствии с законом сложения векторов, при этом резко ослабевает, а его энергия переходит в токи, за минуты разогревающие огромные объемы плазмы над видимой поверхностью светила до многих миллионов градусов.
Эти взрывы порождают рентгеновское излучение, выбросы плазмы с поверхности Солнца и испускание заряженных частиц высокой энергии. Достигая Земли, такие явления вызывают магнитные бури и скачки радиационного фона на орбите. Самые мощные вспышки представляют значительную опасность для земных электросетей, искусственных спутников и даже для здоровья космонавтов.
Долгое время механизм ускорения заряженных частиц в солнечных вспышках оставался неизвестным. Теперь, наконец, ученые из Технологического института Нью-Джерси (NJIT) во главе с Грегори Фляйшманом разобрались, где именно солнечные вспышки ускоряют электроны солнечной плазмы. Этот важный результат опубликован в престижном научном журнале Nature.
Ученые наблюдали солнечные вспышки с помощью радиотелескопа EOVSA. Двигаясь в магнитных полях, электроны испускают радиоизлучение, и с помощью его наблюдений можно составить карту распределения электронов различных энергий. Наблюдения в одиночные радиотелескопы не отличаются высоким разрешением, поэтому ученые сравнивали их результаты с кадрами обсерватории SDO (Solar Dynamics observatory, космическая обсерватория солнечной динамики).
Эта обсерватория непрерывно наблюдает Солнце из космоса, и ее изображения в дальнем ультрафиолете, в котором лучше всего видны активные области солнечной атмосферы, остаются самыми детальными из доступных на сей день.
Десятого сентября 2017 года ученым удалось пронаблюдать мощную вспышку, расположенную подходящим образом — на краю солнечного диска, — и в деталях исследовать процессы, происходящие с электронами солнечной плазмы в затронутом объеме. В начале вспышки электроны имеют энергию, соответствующую температуре плазмы (несколько миллионов градусов). По мере развития в области так называемой арки солнечной вспышки (flare cusp) эти тепловые электроны исчезают, а вместо них появляются ускоренные электроны.
Как выяснилось, этот процесс ускорения обладает удивительной эффективностью. Все электроны в объеме арки оказались разогнанными до энергий не менее 20 килоэлектронвольт — не менее, чем в сотню раз больше их исходной энергии.
Теперь, основываясь на полученных данных, ученые собираются смоделировать процесс ускорения и выяснить его физическую природу. Геометрия ускоряющего региона напоминает разгон космических лучей во вспышках сверхновых, где протоны оказываются «запертыми» расширяющейся ударной волной. Двигаясь по касательной, они набирают энергию в магнитных полях волны, пока не ускорятся до фантастических энергий, которые позволяют им, наконец, покинуть ускоряющий регион.
В солнечных вспышках механизм разгона может оказаться другим — вероятно, он напрямую связан с индукцией, возникающей при ослаблении магнитного поля. Выяснение его деталей — цель дальнейшей работы.
Ученые разрабатывают инструмент следующего поколения — Frequency Agile Solar Radiotelescope (солнечный радиотелескоп с быстрой настройкой частоты), специально предназначенный для изучения динамических процессов в солнечной атмосфере. Когда его введут в строй, не придется дожидаться удачно расположенных мощных вспышек: для исследования станут доступны обычные, куда более частые солнечные вспышки.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии