Ученые выяснили природу возникновения на Солнце таинственных плазменных «сосисок»

На поверхности Солнца возникают периодически странные волны, похожие по своей форме на сосиски, и ученые долгое время не могли понять, с чем связано это явление. Лишь недавно удалось определить, что процессом управляют нестабильности в плазме звезды, а также стремительные разгоны и торможения электронов в тот момент, когда происходят мощные вспышки. Статья на эту тему появилась в издании Nature Communications.

Использовав данные, собранные радиотелескопами и космической обсерватории Solar Dynamics Observatory, специалисты осознали, что солнечная плазма способна порождать некие радиовспышки, которые можно сравнить с испускаемыми маяками световыми сигналами. Об этом науке известно было уже давно, но только сейчас появилась возможность рассмотреть их более детально и понять суть.

Солнечные вспышки возникают тогда, когда линии магнитного поля, проходящие сквозь пятна на поверхности светила, в какой-то момент разрываются и снова соединяются. В итоге коронная энергия магнитного поля стремится к недрам. С выделением огромного количества энергии солнечная плазма раскаляется до десятков миллионов градусов, расширяется и перетекает вглубь, где её встречает более холодная материя. Происходит столкновение.

По одной из версий теоретиков, столкновение горячих и холодных масс плазмы формирует ударные волны, способные разогнать находящиеся в атмосфере Солнца мелкие частицы до околосветовых скоростей. Но ученые до сих пор не могут разъяснить, по каким принципам подобное происходит.

О том, что во время многих вспышек на Солнце возникают радиоволны, похожие на сигналы маяка, стало известно ещё в далеком 1971 году. А в 2000-х специалистам пришла в голову версия следующая: таинственные вспышки напрямую связаны с происходящими процессами в короне нашей звезды. Но вопрос о том, как они превращают Солнце в своеобразный «радиомаяк», оставался открытым.

Часть физиков считала тогда, что эти колебания на поверхности светила имеют чисто случайную природу — всё зависит от скорости, места и частоты того, как магнитная энергия верхнего слоя атмосферы перетекает в недра. Другие же эксперты объясняли происходящее появлением особых волн на плазме Солнца, которые взаимодействуют с её электронами.

Новая версия

Научная группа под руководством Йона Карли из Тринити-колледжа в Дублине (столица Ирландии) все эти теории проверила, исследовав Солнце во время очередной сильной вспышки в 2014 году при помощи ультрафиолетовых камер, установленных на борту Solar Dynamics Observatory, и наземного радиотелескопа NDA.

Сравнивая полученные фотографии и прочие данные, специалисты пытались понять, были ли вспышки радиоволн и связанные с ними колебания электронов сопряжены со случайными процессами или различными волнами, распространявшимися по солнечной плазме именно в том месте, где появилась данная вспышка.

Результаты анализа показали, что колебания частиц и «разрывы» в магнитных полях взаимосвязаны с движением «сосисочных» магнитогидродинамических волн. Это особые колебания, которые заставляют плазму расширяться и сжиматься, когда она проходит сквозь них.

Отмечается, что солнечный «радиомаяк» мигал именно с такой скоростью, с которой должны двигаться плазменные «сосиски», а вспышки появлялись конкретно в тех участках пятен, где такие колебания способны держаться долгий период времени.

По вине этих волн как раз таки и получалось такое, что плазма становилась нестабильной, а линии магнитного поля начинали то разрываться, то обратно соединяться. В связи с этими событиями электроны тоже ускоряются и замедляются, порождая мощные и короткие вспышки радиоволн.