Космический аппарат Solar Orbiter Европейского космического агентства совершил новое открытие, позволившее проследить происхождение двух различных типов солнечных энергичных электронов и связать их с отдельными событиями на Солнце. Это достижение предоставляет учёным новые инструменты для прогнозирования опасных явлений космической погоды.
Исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, проливает свет на то, как Солнце, действуя как естественный ускоритель частиц, разгоняет электроны почти до скорости света и выбрасывает их в пространство в виде солнечных энергичных электронов. Работа началась с обнаружения этих частиц, определения их источника и последующего соотнесения с конкретными солнечными явлениями, такими как интенсивные вспышки и выбросы корональной массы.
«Мы наблюдаем чёткое разделение на "импульсные" события, когда энергичные электроны стремительно покидают поверхность Солнца короткими всплесками во время вспышек, и "постепенные" события, связанные с более протяжёнными выбросами корональной массы, которые высвобождают широкий поток частиц в течение более длительного времени», — поясняет ведущий автор работы Александр Вармут из Потсдамского астрофизического института.
Новые данные, собранные Solar Orbiter, предоставили исследователям значительное количество новых примеров, позволив понять, как формируются и высвобождаются эти частицы.
«Мы смогли идентифицировать и понять эти две группы только благодаря наблюдению сотен событий на разных расстояниях от Солнца с помощью множества инструментов — что под силу только Solar Orbiter», — добавляет учёный. Близость к звезде позволила измерить частицы в их первоначальном состоянии и точно определить время и место их появления на Солнце. Одним из самых интересных аспектов работы стало объяснение загадочной задержки между солнечными событиями и выходом энергичных электронов, которая иногда длится часами. «Оказывается, это частично связано с тем, как электроны путешествуют в пространстве — это может быть задержка в высвобождении, но также и задержка в обнаружении»,
— говорит соавтор исследования, научный сотрудник ЕКА Лаура Родригес-Гарсия. Электроны сталкиваются с турбулентностью, рассеиваются в разных направлениях, и поэтому мы не обнаруживаем их сразу. Эти эффекты накапливаются по мере удаления от Солнца.
Новое исследование, отслеживающее пути этих электронов, также предоставляет уникальные данные о влиянии солнечного ветра — потока частиц, несущего магнитное поле Солнца, который заполняет пространство между светилом и планетами. Магнитное поле ветра ограничивает, рассеивает и нарушает движение энергичных электронов.
Самая актуальная задача для жизни на Земле — понимание последствий этого явления для космической погоды. События, связанные с выбросами корональной массы, могут оказывать серьёзное негативное воздействие на технологическую инфраструктуру, как на Земле, так и на околоземной орбите. Возможность отличать такие события является большим подспорьем для прогнозирования.
«Знания, полученные с помощью Solar Orbiter, помогут защитить другие космические аппараты в будущем, позволив нам лучше понимать энергичные частицы от Солнца, которые угрожают нашим астронавтам и спутникам», — добавляет научный сотрудник проекта ЕКА Solar Orbiter Даниэль Мюллер.
Понимание воздействия солнечных выбросов на Землю будет углублено с запуском в следующем году другой миссии ЕКА под названием Smile, которая сосредоточится на изучении солнечного ветра и его взаимодействия с магнитным полем нашей планеты.