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 Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Считается, что современная музыка стала простой и даже примитивной. Ученые из Италии математически проверили эту гипотезу и подтвердили, что даже самые сложные жанры со временем стали дрейфовать к простоте и повторам одних и тех же составляющих.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Ученые, похоже, приблизились к разгадке происхождения пшеницы мягкой — той самой, из которой делают большую часть хлеба и другие мучные изделия. Согласно авторам нового исследования, она, предположительно, появилась 8000 лет назад на территории современной Грузии и Армении.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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