Физиците измериха централния двигател, който захранва слънчевите изригвания за първи път

(НАСА/Годард/SDO)

Слънцето е диво място. Горе в нашето небе изглежда почти по същия начин всеки ден, но когато се вгледате по-отблизо, нашата звезда често е изпълнена с турбулентна плазма.

Едно от най-дивите неща, които Слънцето може да направи, е да пламне - да изригне колосални кръгове от плазма, които напълно намаляват цялата ни Земя по мащаб. Въпреки че тази дейност е доста често срещана, все още не разбираме напълно какво я движи.

Сега, за първи път, слънчевите физици са измерили и характеризирали магнитното поле на гигантския текущ лист - повърхностен електрически ток - който се простира през зоната на изгаряне на ядрото, централният двигател, който захранва освобождаването на енергия от слънчевите изригвания.

„Отдавна се предполага, че внезапното освобождаване на магнитна енергия през токовия слой на повторното свързване е отговорно за тези големи изригвания, но все още не са измервани неговите магнитни свойства“, каза физикът Бин Чен от Технологичния институт в Ню Джърси.

„С това изследване най-накрая за първи път измерихме детайлите на магнитното поле на токов слой, което ни даде ново разбиране за централния двигател на слънчевите изригвания на Слънцето.“

Магнитните полета на Слънцето са изключително сложни и объркани. Нашата звезда е вълнуваща, турбулентна топка от невероятно гореща плазма, течност, съставена от заредени частици, която взаимодейства силно с електромагнитните сили.

Тъй като Слънцето е сфера, екваториалната повърхност се върти по-бързо от полюсите. Това води до слънчево магнитно поле расте заплетен , което от своя страна може да произведе много силни локализирани магнитни полета по цялото Слънце, отваряйки слънчевите петна, от които се появяват изригвания.

В тези локализирани магнитни полета линиите на магнитното поле могат да се объркат. В основата на слънчевите изригвания противоположните линии на магнитното поле се свързват, прихващат и свързват отново. В допълнение, мощни токови листове се простират през тези основни области на слънчево изригване.

Знаем, че магнитното повторно свързване води до освобождаване на енергия и ускоряване на електроните до релативистични скорости, но точно как и къде се е случило това в структурата е трудно да се определи.

Покажете колосално слънчево изригване X8.2, коетосе проведе на 10 септември 2017 г. Той беше уловен в множество дължини на вълната от разширената слънчева решетка Owens Valley (EOVSA) на Технологичния институт на Ню Джърси, което позволи на екипа да проучи 40 000-километровия (25 000 мили) токов слой в детайли.

„Мястото, където цялата енергия се съхранява и освобождава в слънчевите изригвания, е било невидимо досега... За да играем с термин от космологията, това е Слънцето“ тъмна енергия проблем', а преди това трябваше да заключим индиректно, че съществува листът за магнитно повторно свързване на факела,' каза директорът на EOVSA Дейл Гари от Технологичния институт в Ню Джърси.

„Изображенията на EOVSA, направени на много микровълнови честоти, показаха, че можем да уловим радиоизлъчвания, за да осветим този важен регион.“

(NJIT-CSTR, Б. Чен, С. Ю; CfA, К. Шен; Обсерватория за слънчева динамика)

горе: Ултравиолетови наблюдения (вляво) и числена симулация (вдясно) на изригването.

Екипът комбинира своите данни с много дължини на вълните с числени симулации, проведени от физици от Центъра за астрофизика Харвард-Смитсониън. Не само, че профилът на магнитното поле по протежение на текущия лист съвпадаше с прогнозите, имаше магнитна структура с форма на бутилка в горната част на основата на изригването - на 20 000 километра (12 500 мили) от повърхността на Слънцето - където се движеха електрони в капан и ускорено.

Листът и магнитното повторно свързване изглеждат необходими за освобождаването на енергия и ускорението на електроните. Магнитната енергия се освобождава в текущия лист със скорост от около 10-100 милиарда трилиона джаула в секунда, според изчисленията на екипа. Но, изненадващо, това не е мястото, където се извършва ускоряването на частиците.

„Такова огромно освобождаване на енергия при текущия лист е умопомрачително. Силното електрическо поле, генерирано там, може лесно да ускори електроните до релативистични енергии, но неочакваният факт, който открихме, беше, че профилът на електрическото поле в текущата област на листа не съвпада с пространственото разпределение на релативистичните електрони, което измерихме, каза Чен .

„С други думи, нещо друго трябваше да участва, за да ускори или пренасочи тези електрони. Това, което показаха нашите данни, беше специално място в долната част на текущия лист - магнитната бутилка - изглежда от решаващо значение за производството или ограничаването на релативистичните електрони.

Въпреки че такива структури са били предлагани и преди, това е първият път, когато те са демонстрирани, отбелязват изследователите. И новите измервания вече могат да се използват като основа за изследване и анализ на бъдещи слънчеви изригвания, както и за по-нататъшно проучване на механизма за ускоряване на електрони в тях.

Изследването е публикувано в Природна астрономия .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.