Эти частицы, называемые пикап-ионами, появляются, когда нейтральные атомы из межзвездной среды сталкиваются с солнечным излучением, заряжаются и попадают в магнитное поле Солнечной системы.

Доктор Кейичи Огасавара и его команда обнаружили, что пикап-ионы — это ключевой источник солнечных энергетических частиц (SEP), которые разгоняются во время вспышек и выбросов корональной массы (CME). Исследователи использовали данные космического аппарата NASA STEREO и выяснили, как именно гелий ускоряется при таких событиях.

Результаты опубликованы в издании The Astrophysical Journal.

Мы изучили свойства ионов и проследили, как энергия передается между частицами, — объясняет Огасавара. — Также мы учли влияние ударных волн, которые возникают, когда быстрый солнечный ветер сталкивается с более медленным.

SEP опасны для космонавтов — высокоэнергетические частицы могут пробивать обшивку кораблей и скафандры. Чтобы понять, как это происходит, ученые проанализировали скорость гелия в зависимости от ориентации магнитного поля и выяснили, как он ведет себя при столкновении с разными типами ударных волн.

Пикап-ионы движутся совсем не так, как обычный солнечный ветер, — говорит Огасавара. — Даже в спокойные периоды они могут быть вдвое быстрее. Из-за этого их легче разогнать до еще больших энергий.

Исследователи разработали новый метод, который позволяет отслеживать, как меняется энергия частиц при прохождении через ударные волны и магнитные структуры. Это помогает отделить процессы, которые разгоняют частицы, от тех, что просто поддерживают их энергию.

Мы изучили поведение частиц в разных условиях: в магнитных полях, ударных волнах и в области перед выбросом корональной массы, — добавляет Огасавара.

Этот прорыв помогает:

• Лучше предсказывать солнечные бури — понимание механизмов ускорения частиц позволит точнее прогнозировать опасные события.
• Защитить космонавтов — зная, как частицы проникают в корабли, можно разработать более эффективную защиту.
• Изучить межзвездную среду — пикап-ионы несут информацию о веществе за пределами Солнечной системы.

Хотя исследование дает важные данные, оно опирается на ограниченные наблюдения. STEREO работает уже больше 15 лет, и его инструменты могли деградировать. Нужны дополнительные миссии для проверки результатов.

Ранее ученые получили снимки солнечных жгутов с высокой детализацией.