Удивительное сражение между выбросом энергии и мощным магнитным полем на поверхности Солнца развернулась перед телескопами NASA. Основываясь на собранных данных, ученые провели исследование, в котором содержатся новые данные о роли магнитного ландшафта Солнца в развитии вспышек, которые — хотим мы того или нет — влияют на космическую погоду вокруг Земли.
Группа под руководством астрофизика Центра теоретической физики Таара Амари в парижской Политехнической школе изучала солнечные вспышки, которые исторгали большое количество радиации и света.
За некоторыми из них следовал выброс корональной массы — то есть гигантское, по форме похожее на пузырь из жвачки, извержение солнечного вещества и магнитного поля. В то время как другие вспышки по непонятной причине выбросами корональной массы не сопровождались.
Используя данные из Обсерватории солнечной динамики NASA, астрофизики изучали группу солнечных пятен размером с Юпитер, наблюдавшуюся в октябре 2014 года.
Это была самая большая группа пятен за два предшествовавших солнечных цикла. Она представляла собой область сложных магнитных полей и место интенсивной солнечной активности. Казалось бы, там были все условия для выброса корональной массы. Но этого не происходило — при том, что именно в октябре 2014 в этом месте возникла мощная вспышка самого высокого класса X. Ученые задались вопросом о природе этой вспышки.
Исследователи создали компьютерную модель, которая высчитывала мощность магнитного поля солнечной короны — или верхней атмосферы светила — чтобы понять, как оно ведет себя непосредственно перед вспышкой.
Модель показала, что вспышке без выброса предшествовала жестокая битва между двумя ключевыми структурами: магнитным полем, похожим на скрученную веревку, которое связано с выбросом вещества, и плотной «клеткой» из магнитных полей непосредственно над ним.
Астрофизики обнаружили, что именно эта магнитная «клетка» и предотвратила извержение солнечной материи. То есть всего за несколько часов до возникновения вспышки естественное вращение солнечного пятна искажало магнитную «веревку», которая все больше напоминало сильно скрученную резинку.
«Веревка» прорваться на поверхность так и не смогла: модель показала, что у нее не хватило энергии, чтобы прорвать магнитную «клетку». Зато хватило сил, чтобы пробить часть «клетки», вызвав сильную вспышку без выброса материи.
В этой серии изображений магнитная «веревка» (синим) становится все более скрученной и неустойчивой. Но при этом она никогда не прорывается с поверхности Солнца. Модель демонстрирует, что у «веревки» недостаточно энергии, чтобы прорваться сквозь магнитную «клетку» (желтым)
Изменив условия для «клетки» в компьютерной модели, ученые увидели, что если бы это магнитное поле было слабее, то в октябре 2014 года из недр звезды исторгнулся бы крупный выброс солнечного вещества.
Сделав эти выводы, группа заинтересована в дальнейшем изучении того, что именно происходило с конфликтом между магнитными «клеткой» и «веревкой» в других примерах солнечной активности.
«Мы смогли следить за эволюцией активного региона на Солнце, прогнозировать вероятность его извержения и рассчитать максимальное количество энергии, которое может высвободиться в результате извержения, — отмечает Амари. — Это практический метод, который мог бы сыграть важную роль в прогнозировании космической погоды с ростом вычислительных возможностей».
