Обсерватория солнечной динамики НАСА наблюдала магнитный взрыв, подобный которому никогда не видели раньше. В обжигающих верхних слоях атмосферы Солнца протуберанец - большая петля материала, запущенная извержением на солнечной поверхности - начал падать обратно на поверхность Солнца. Но прежде чем он успел это сделать, протуберанец врезался в пучину магнитных силовых линий, вызвав магнитный взрыв.
Ученые ранее наблюдали взрывной разрыв и пересоединение запутанных линий магнитного поля на Солнце - процесс, известный как магнитное пересоединение, - но это никогда не было вызвано извержением. Это наблюдение, которое подтверждает теорию десятилетней давности, поможет ученым понять ключевую тайну об атмосфере Солнца, лучше предсказать космическую погоду, а также может привести к прорывам в контролируемых экспериментах по термоядерному синтезу и лабораторной плазме.
«Это было первое наблюдение внешнего драйвера магнитного пересоединения», - сказал Абхишек Шривастава, специалист по солнечной энергии в Индийском технологическом институте (BHU) в Варанаси, Индия. «Это может быть очень полезно для понимания других систем. Например, магнитосферы Земли и планет, другие намагниченные источники плазмы, в том числе эксперименты в лабораторных масштабах, где плазма сильно диффузионна и очень трудно поддается контролю».
Ранее был замечен тип магнитного пересоединения, известный как спонтанное пересоединение, как на солнце, так и вокруг Земли. Но этот новый взрывоопасный тип - называемый принудительным повторным соединением - никогда не был замечен непосредственно. Впервые он был теоретизирован 15 лет назад. Новые наблюдения только что были опубликованы в Astrophysical Journal.
Ранее наблюдавшееся самопроизвольное пересоединение требует наличия области только с правильными условиями - такими как наличие тонкого слоя ионизированного газа или плазмы, которые слабо проводит электрический ток. Новый тип, принудительное пересоединение, может происходить в более широком диапазоне мест, например в плазме, которая имеет еще более низкое сопротивление проводимости электрического тока. Однако это может произойти только в том случае, если есть какой-то определенный тип извержения. Извержение сжимает плазму и магнитные поля, заставляя их снова соединяться.
В то время как беспорядочные солнечные линии магнитного поля невидимы, они, тем не менее, влияют на материал вокруг них - суп из очень горячих заряженных частиц, известных как плазма. Ученые смогли изучить эту плазму, используя наблюдения Обсерватории солнечной динамики НАСА или SDO, специально изучая длину волны света, показывающую частицы, нагретые до 1-2 миллионов кельвинов.
Наблюдения позволили им впервые непосредственно увидеть событие принудительного переподключения в солнечной короне - самом верхнем атмосферном слое Солнца. На серии снимков, сделанных за час, видно, что выступ в короне падает обратно в фотосферу. В пути выброс натолкнулся на спутанные линии магнитного поля, заставляя их воссоединиться в отчетливой форме буквы X.
Спонтанное переподключение предлагает одно объяснение того, насколько горяча солнечная атмосфера - загадочно, что корона на миллионы градусов горячее нижних слоев атмосферы, загадка, которая десятилетиями заставляла ученых искать механизм, который управляет этим пеклом. Ученые изучили несколько длин волн ультрафиолета, чтобы рассчитать температуру плазмы во время и после события переподключения. Данные показали, что выброс, который был довольно прохладным по сравнению с пузырящейся короной, приобрел температуру после этого события. Это говорит о том, что принудительное переподключение может быть одним из способов локального нагрева короны. Самопроизвольное переподключение также может нагревать плазму, но принудительное переподключение представляется гораздо более эффективным нагревателем - повышение температуры плазмы происходит быстрее, выше и более контролируемым образом.
В то же время другие солнечные извержения, такие как вспышки и выбросы корональной массы, также могли вызывать принудительное переподключение. Поскольку эти извержения приводят к изменениям космической погоды - вспышки солнечной радиации могут повредить спутники вокруг Земли, - понимание принудительного переподключения может помочь разработчикам солнечной модели лучше предсказать, когда разрушительные заряженные частицы высокой энергии могут достичь Земли.
Понимание того, как происходит магнитное переподключение может также помочь физикам воспроизвести переподключение в лаборатории. Это в конечном итоге полезно в области лабораторной плазмы для ее контроля и стабилизации.
Ученые продолжают искать более подробные события переподключения. С большим количеством наблюдений они могут начать понимать механику, стоящую за переподключением и часто ли это может происходить.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191217203310
Обозрение "Terra & Comp".
