Загадка солнечных вспышек решена: новое открытие меняет прогнозы космической погоды

Солнечные вспышки остаются одним из самых ярких проявлений активности нашей звезды. Эти внезапные выбросы энергии могут нарушать работу спутников и радиосвязи, а также представляют угрозу для астронавтов. Но ключевой вопрос физики последних десятилетий касался того, почему плазма во время вспышек становится настолько горячей и почему спектральные линии выглядят шире, чем ожидалось.

Горячие ионы против электронов

Новое исследование, проведённое ученным из Сент-Эндрюсского университета, Александром Расселом, предложило простое, но революцастрономия,наукаионное объяснение. Учёные выяснили, что во время вспышек ионы нагреваются значительно сильнее электронов — примерно в 6,5 раза. Их температура способна превышать 60 миллионов градусов по Кельвину.

Раньше считалось, что электроны и ионы быстро выравнивают температуру, что упрощало расчёты. Однако наблюдения за солнечным ветром и магнитосферой Земли показали: при магнитном пересоединении ионы получают куда больше энергии, и это универсальный закон.

Решение давней загадки

Эта разница температур объясняет необычно широкие спектральные линии, которые десятилетиями приписывали турбулентности. На самом деле расширение связано с тем, что горячие ионы движутся быстрее и излучают свет в более широком диапазоне длин волн.

Особенно ярко эффект проявляется в верхних слоях солнечных петель, где плотность низкая и столкновения между частицами происходят редко. Здесь температура ионов остаётся значительно выше электронной десятки минут, оставляя чёткий след в спектре.

Новые перспективы наблюдений

Открытие даёт исследователям практическую подсказку. Если ширина спектральных линий разных ионов соответствует соотношению температур ионов и электронов 6,5:1, значит, нагрев действительно связан не с турбулентностью, а с динамикой пересоединения.

Такой подход позволяет по-новому интерпретировать прошлые данные и корректировать будущие наблюдения, уделяя особое внимание ранним этапам вспышек и разрежённым областям над петлями плазмы.

Влияние на космическую погоду

Понимание того, что основное тепло в первые минуты вспышки уходит в ионы, важно не только для теории. От этого зависит прогноз радиационных штормов, которые могут нарушать работу ионосферы и угрожать космическим аппаратам.

Таким образом, новая концепция меняет подход к моделированию солнечных процессов. Она показывает, что отказ от старого предположения о равной температуре ионов и электронов решает загадку, мучившую астрофизиков почти полвека, и открывает дорогу к более точным прогнозам космической погоды.

Уточнения

Пого́да — совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определённый момент времени в той или иной точке пространства.