Впервые астрономы наблюдают за «нановспышкой» на Солнце

Сверкнувшая под супер-горячей короной Солнца, вспышка, обнаруженная астрономами, вполне может быть первой солнечной «нановспышкой».

Если тонкие и мимолетные петли, подобные этой, часто возникают, это может помочь объяснить, как корона Солнца стала в сотни раз горячее, чем видимая поверхность — загадка, известная как проблема нагрева короны.

Нановспышки в миллиард раз меньше, чем обычные солнечные вспышки, их невероятно сложно обнаружить и они существовали только в теории, поэтому исследователи до сих пор не хотят называть открытие официальным названием.

Теоретически у нас есть представление о том, как должна выглядеть нановспышка, но это основано на нескольких предположениях.

С тех пор, как астрофизик Юджин Паркер впервые предложил идею нановспышек в 1970-х годах, эксперты пытались выяснить, как эти извержения могут выглядеть в действительности.

Если они действительно существуют, их почти невозможно увидеть, поскольку они происходят миллионы раз в секунду, и наши инструменты никогда их не заметят. Хотя наши технологии становятся лучше.

Технически, чтобы считаться правильной нановспышкой, тепловая волна должна быть вызвана запутанными магнитными полями Солнца, которые создаются пузырьками взбалтывающейся плазмы внизу.

Считается, что когда эти поля снова соединяются, они вызывают взрывной процесс, эквивалентный примерно 10 миллиардам тонн в тротиловом эквиваленте. Это возбуждает и ускоряет окружающие частицы, и если вся эта активность достаточно сильна, чтобы нагреть корону Солнца на тысячи километров выше, это называется нановспышкой.

Анализируя некоторые из лучших изображений короны Солнца, сделанные с помощью спектрографа для визуализации областей интерфейса НАСА или спутника IRIS, новое открытие отмечает оба этих поля.

Эта крошечная световая петля была не только на миллионы градусов горячее, чем ее окрестности, но и то, как она вспыхнула, показалось любопытным.

Глядя на данные, выяснилось, что тяжелые элементы, такие как кремний, стали намного горячее и энергичнее, чем более легкие элементы, такие как кислород, что прямо противоположно тому, чего можно было ожидать.

В поисках типа тепла, которое могло бы воздействовать на атом кислорода иначе, чем на атом кремния, исследователи обнаружили только одно совпадение: событие магнитного пересоединения.

В этих сложных хаотических условиях более тяжелые ионы имеют преимущество, потому что они могут пробиваться сквозь толпы более легких ионов и красть всю энергию, накапливая при этом большое количество тепла.

Но это была только гипотеза, и казалось, что маловероятная. Условия, необходимые для достижения этого типа нагрева, требовали правильного соотношения кремния и кислорода.

Анализируя данные из области прямо над яркой петлей, непосредственно перед тем, как она вспыхнула, ученые нашли последний ключ к разгадке.

Уже обнаружено девять подобных петель на поверхности Солнца, которые также показывают аналогичную передачу энергии короне.

Достаточно ли локализованного нагрева, чтобы объяснить более высокие температуры, обнаруживаемые в короне Солнца, будет зависеть от того, сколько петель смогут найти астрономы.

Если их частота и расположение достаточно часто и повсеместно, всплески энергии могли бы частично ответить на загадку, окружающую нагревание короны.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Источники: Фото: (Bahauddin et al., Nature Astronomy, 2020)