Ученые измеряют энергию взрывной солнечной вспышки в первые минуты

Мощное столкновение магнитной энергии породило серию мощных солнечных вспышек, вызывающих турбулентные условия космической погоды на Земле. Это были первые вспышки, захваченные недавно открывшимся радиотелескопом Expanded Owens Valley Solar Eray (EOVSA).

Исследователи Солнца, которые записали эти изображения, впервые точно определили, когда и где взрыв выделил энергию, которая разогрела извергающую плазму до энергий, эквивалентных температуре в 1 миллиард градусов.

С помощью данных, собранных в микроволновом спектре, они смогли обеспечить количественные измерения напряженности развивающегося магнитного поля непосредственно после воспламенения вспышки и отслеживали ее преобразование в другие формы энергии - кинетическую, тепловую и сверхтермическую, которые отправляют взрывную вспышку в 5-минутное путешествие по короне.

До настоящего времени эти изменения в магнитном поле короны во время вспышки или другого крупномасштабного извержения количественно определялись только косвенно, например, путем экстраполяции магнитного поля, измеренного в фотосфере (поверхностном слое Солнца, видимом в белом свете). Эти экстраполяции не позволяют проводить точные измерения динамических локальных изменений магнитного поля в определенных местах и ??временных масштабах, достаточно коротких для характеристики энерговыделения вспышки.

«Мы смогли точно определить наиболее критическое место выброса магнитной энергии в короне», - сказал Грегори Флейшман, профессор физики в Центре солнечно-земных исследований NJIT и автор статьи. «Это первые изображения, которые фиксируют микрофизику вспышки - детальную цепочку процессов, происходящих в небольших пространственных и временных масштабах, обеспечивающих преобразование энергии».

Измеряя снижение магнитной энергии и одновременную напряженность электрического поля в регионе, они показывают, что согласованы с законом сохранения энергии, таким образом, способны количественно определить ускорение частиц, которое приводит в действие солнечную вспышку, включая сопутствующее извержение и нагрев плазмы.

Эти фундаментальные процессы такие же, как и в самых мощных астрофизических источниках, включая гамма-всплески, а также в лабораторных экспериментах, представляют интерес как для фундаментальных исследований, так и для генерации практической энергии синтеза.

При совместном использовании 13 антенн EOVSA делает снимки на сотнях частот в диапазоне 1-18 ГГц, включая оптические, ультрафиолетовые, рентгеновские и радиоволны, в течение секунды. Эта улучшенная способность вглядываться в механику вспышек открывает новые пути для исследования самых мощных извержений в Солнечной системе, которые проявляются при повторном соединении линий магнитного поля на поверхности Солнца и питаются от накопленной энергии в его короне.

До наблюдений EOVSA не было способа увидеть обширную область космоса, в которой частицы высоких энергий ускоряются и затем становятся доступными для дальнейшего ускорения мощными ударными волнами, вызванными вспышкой, которая, если направлена ??на Землю, может разрушить космические корабли и подвергнуть опасности космонавтов.

«Связь ускоренных вспышкой частиц с ускоренными ударами является важной частью нашего понимания того, какие события благоприятны, а какие представляют серьезную угрозу», - сказал Гэри.

Спустя чуть более двух лет после того, как EOVSA начал работать, он автоматически генерирует микроволновые изображения Солнца и ежедневно делает их доступными для научного сообщества. Поскольку солнечная активность увеличивается в течение 11-летнего солнечного цикла, они будут использоваться для создания первых ежедневных корональных магнитограмм, карт напряженности магнитного поля на 1500 миль над поверхностью Солнца.