Данные Parker Solar Probe опровергают существующие солнечные модели

Исследование, проведенное под руководством Юго-западного исследовательского института (SwRI) с использованием данных космического аппарата НАСА Parker Solar Probe, обнаружило, что протоны и тяжелые ионы по-разному реагируют на события магнитного пересоединения в Солнечной системе. Ученые выяснили, что тяжелые ионы вылетают из Солнца сфокусированным пучком, напоминающим лазерный луч, в то время как протоны создают волны, рассеивающие частицы в широком направлении, подобно свету фонарика. Результаты этого открытия, которое меняет существующие представления о физике Солнца, были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Новое исследование, проведенное под руководством Юго-западного исследовательского института (SwRI), показало, что протоны и тяжелые ионы по-разному реагируют на события магнитного пересоединения в Солнечной системе. Это открытие свидетельствует о более сложном магнитном механизме, питающем солнечный ветер, чем считалось ранее.

Магнитное пересоединение — это фундаментальный процесс, преобразующий магнитную энергию во взрывную кинетическую энергию. Он питает солнечные явления и вызывает космическую погоду, которая влияет на Землю, включая солнечные вспышки и выбросы корональной массы. В ходе этого процесса энергия передается протонам и тяжелым ионам, заставляя их вылетать из Солнца с высокой скоростью.

Современные модели долгое время предполагали, что все эти частицы реагируют на пересоединение одинаково. Однако новые данные, собранные космическим аппаратом Parker Solar Probe, который благодаря рекордной близости к Солнцу трижды в год пролетает сквозь солнечную корону, демонстрируют существенные различия в характере ускорения частиц. В то время как тяжелые ионы вылетают прямо, формируя сфокусированный пучок, похожий на лазерный луч, протоны генерируют волны, которые рассеивают последующие частицы в рассеянном направлении, напоминая свет от фонарика.

Ведущий автор новой статьи Михир Десаи из SwRI подчеркивает важность этого открытия. «Эти новые данные переписывают наше понимание процесса пересоединения, — заявил он. Протоны и тяжелые ионы демонстрируют различные спектры, которые противоречат существующим моделям. Протоны генерируют волны, которые рассеивают их более эффективно, в то время как тяжелые ионы остаются пучкообразными и сохраняют свою ускоренную спектральную форму».

Магнитное пересоединение является повсеместным явлением во Вселенной, при котором линии магнитного поля сходятся, расходятся и снова соединяются. На Солнце этот взрывной физический процесс генерирует высокоскоростные потоки, вызывая явления космической погоды. Космическая погода, в свою очередь, вызывает возмущения в земной космической среде, порождая впечатляющие полярные сияния, но также может нарушать работу электросетей, спутниковых систем связи и навигации. Понимание того, как работает магнитное пересоединение, имеет критическое значение для прогнозирования опасных событий и защиты жизни и технологического оборудования на Земле и в космосе.

Как отметил Михир Десаи, ученые узнают, что «магнитный двигатель» Солнца гораздо сложнее, чем они себе представляли. Это открытие особенно ценно тем, что наша звезда действует как локальная и доступная лаборатория для изучения тех же самых высокоэнергетических физических явлений, включая ускорение частиц и магнитное пересоединение, которые приводят в движение самые бурные и загадочные процессы во Вселенной, от черных дыр до сверхновых.

Полученные данные опровергают универсальную модель ускорения частиц при магнитном пересоединении, демонстрируя, что протоны и тяжелые ионы ведут себя принципиально по-разному: первые рассеиваются волнами, которые они же и генерируют, а вторые сохраняют узкую направленность пучка. Это открытие требует пересмотра существующих теоретических моделей и имеет решающее значение для более точного прогнозирования космической погоды, влияющей на Землю.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях