Астрофизики выяснили, что препятствует некоторым мощным извержениям на Солнце

Астрофизики раскрыли возможный механизм остановки солнечных вспышек, предотвращающий мощные корональные выбросы массы. Оно может действовать и на другие звезды, подобные нашей.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, рассматривалось одно конкретное событие — мощный взрыв на Солнце, который никогда не прекращался. Благодаря развитию наблюдательных приборов космического базирования его удалось изучить, что называется, вдоль и поперёк.

В марте 2024 года в большой и сложной по магнитному составу активной области на Солнце произошла интенсивная вспышка. Над поверхностью звезды начал подниматься протуберанец – выброс относительно холодного и плотного газа, уносимого закрученными магнитными полями, которые обычно выталкивают вещество в виде коронального выброса массы (КВМ). Однако на этот раз протуберанец внезапно замедлился, остановился и рухнул обратно.

"Эта мощная вспышка должна была привести к большому выбросу. Вместо этого выброс остановился и распался почти сразу после того, как начался", - говорит астрофизик Тингю Го из Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO), ведущий автор статьи.

Неудавшийся выброс сам по себе не был открытием — астрономы уже видели это раньше. Но механизмы остановки извержений остались загадкой – и только теперь, благодаря наблюдениям несколькими приборами под разными углами и в разных диапазонах, удалось немного разобраться. Солнечная динамическая обсерватория и спутник Hinode засняли событие вблизи линии Земля-Солнце, а зонд Solar Orbiter наблюдал его сбоку. Дополнительные радио- и ультрафиолетовые наблюдения были предоставлены наземными телескопами и миссией IRIS.

Объединение этих данных — подход, который часто называют «многоканальной астрофизикой», — позволило нам одновременно отслеживать как горячую плазму, излучающую рентгеновские лучи, так и более холодный материал в протуберанце, а также связать наблюдаемую картину с картой основного магнитного поля Солнца.

Исследователи обнаружили, что разрыв и пересоединение силовых линий магнитного поля происходили не в одном, а как минимум в двух местах одновременно.

Под поднимающейся магнитной структурой пересоединение вихревых полей работало аналогично солнечным вспышкам — подталкивая плазму вверх.

Однако над этой структурой развился второй процесс пересоединения, который буквально врезался в верхнюю часть самого выброса.

«Это восходящее воссоединение ослабило силы, вызывающие выброс, и тем самым помогло подавить его», — объясняет астрофизик Кэтрин Ривз из SAO, соавтор статьи.

Кроме того, лежащие выше магнитные поля заперли протуберанец в своего рода магнитной клетке. Анализ данных показал, что поле ослабевало с высотой слишком медленно, чтобы позволить выбросу уйти. В конечном итоге сочетание истощения буксирного троса снизу и сверху полностью остановило извержение.

Эти результаты помогают объяснить давнюю загадку астрономии: почему другие звезды, подобные Солнцу, испытывают так много вспышек, но гораздо реже обнаруживают явные признаки звездных корональных выбросов массы. Ученые предполагают, что если сложные магнитные поля часто приводят к срыву выбросов, то некоторые звездные КВМ могут никогда не покинуть окрестности своей звезды, оставаясь невидимыми для наших телескопов.

"Подробно изучая это неудавшееся извержение на нашем Солнце, мы получаем подсказки о подобных вспышках и извержениях по всей Галактике. А это, в свою очередь, помогает понять физические механизмы успешных выбросов и условия космической погоды вокруг далеких звезд и планет", - заключил Гоу.