Исследователи воссоздают солнечное извержение в 3D

Используя данные Солнечной и Гелиосферной обсерватории NASA / ESA (SOHO) и спутников NASA «Solar Terrestrial Relations Observatory» (STEREO), солнечные физики разработали модель, которая имитирует, как волны плазмы, возникающие после выброса корональной массы, распространяются от Солнца.

Корональные выбросы массы (CME), часто называемые солнечными бурями или космическими штормами, представляют собой гигантские облака солнечной плазмы, которые сдуваются с Солнца во время солнечных вспышек и извержений.

Хотя солнечная корона наблюдалась во время полных затмений Солнца в течение тысяч лет, существование CME было не доказано до начала космической эры. Самые ранние доказательства этих событий были получены из наблюдений, сделанных в 1971 году.

Движение волн плазмы похоже на распространение волн от носа корабля, идущего в океане. Корональные выбросы массы вызывают межпланетные потрясения, когда они выходят из Солнца на экстремальных скоростях, вызывая волну частиц высоких энергий. Эти частицы могут вызывать магнитные бури на Земле, угрожая космическим кораблям и космонавтам.

Понимание структуры корональных выбросов является ключом к прогнозированию того, как они может влиять на околоземное пространство. Но без широкого спектра датчиков, рассеянных в пространстве, такие вещи невозможно измерить напрямую.

Вместо этого ученые полагаются на модели, которые используют спутниковые наблюдения корональных выбросов массы для имитации поведения последующего воздействия волн.

Доктор Рюн-Янг Квон из Университета Джорджа Мейсона и Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL) и астрофизик APL д-р Анджелош Вурлидас провели наблюдения двух разных вспышек со спутников SOHO и STEREO. Один CME наблюдался в марте 2011 года, а второй — в феврале 2014 года.

Ученые вписывают данные CME в свои модели — одну называемую моделью «круассана» для формы нарождающихся волн, а другую модель «эллипсоида» для формы расширяющихся волн — чтобы выявить трехмерную структуру и траекторию каждого CME.

Одних только наблюдений космических аппаратов недостаточно для моделирования. Но с тремя точками взгляда на извержение, ученые могли использовать свои модели для воссоздания 3D-вида.

Работа команды, опубликованная в журнале «Космическая погода и космический климат», подтвердила давние теоретические предсказания сильного удара вблизи «носа» CME и более слабой волны по сторонам.

Со временем волны удаляются от Солнца, и благодаря 3D-информации исследователи могут восстановить их путешествие в пространстве.

Моделирование помогает ученым вывести важные фрагменты информации для прогнозирования космической погоды — в этом случае впервые была учтена плотность плазмы, помимо скорости и силы возбужденных частиц. Все эти факторы являются ключевыми для оценки опасности CME, присутствующих для космонавтов и космических аппаратов.