Крошечные всплески перегретого газа могут служить топливом для потока заряженных частиц, который устремляется от поверхности Солнца со скоростью сотни километров в секунду, показало исследование. Происхождение этого мощного «солнечного ветра» оставалось загадкой на протяжении десятилетий.

Данное открытие раскрывает новые подробности о том, где начинается и как создается этот ветер. Это важно для понимания того, почему Солнце время от времени выбрасывает очень большие всплески частиц, которые могут омывать Землю и создавать светящиеся авроры, а также повреждать спутники.

То, что мы наблюдаем… может быть существенным источником солнечного ветра, — говорит Лакшми Прадип Читта, физик Солнца из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы в Геттингене (Германия).

О своей находке он и его коллеги рассказали сегодня в журнале Science.

Обжигающе горячая миссия

Ученые использовали космический аппарат Европейского космического агентства Solar Orbiter, чтобы обнаружить новые струи, выходящие из атмосферы Солнца. Они назвали их «пикофакельными», поскольку их энергия примерно в одну триллионную часть меньше энергии самых крупных вспышек, которые может производить Солнце, а приставка „пико“ обозначает 10-12.

Solar Orbiter сделал снимки пикофакельных струй в марте 2022 года, когда космический аппарат пронесся мимо южного полюса Солнца. На снимках высокого разрешения видны темные полосы длиной в несколько сотен километров, которые появляются и через 20-100 секунд исчезают. По словам Читты, за этот короткий промежуток времени джет излучает столько энергии, сколько потребляют 3-4 тыс. домохозяйств в США за целый год.

Струи, по-видимому, выбрасывают вещество за пределы Солнца. По мере того как они возникают и исчезают, они могут выталкивать в космос большое количество частиц и тем самым подпитывать солнечный ветер. Вероятно, джеты приводятся в движение возмущениями в магнитном поле миллионноградусной солнечной плазмы.

Исследователи впервые смогли заметить джеты благодаря тому, что Solar Orbiter пролетал так близко к Солнцу — всего в 45 млн км, что ближе, чем орбита Меркурия. С момента запуска космического аппарата в 2020 году он движется по эллиптической орбите вокруг Солнца, пролетая его на близком расстоянии дважды в год. Благодаря этому космическому аппарату удалось сфотографировать невиданные ранее структуры, например, другие виды небольших вспышек, прозванные «кострами».

Команда Читты наблюдала пикофакельные струи только в одном месте: в темной области, известной как корональная дыра. Такие дыры представляют собой временные разрывы в магнитном поле Солнца, позволяющие частицам устремляться в космическое пространство. Ученые давно считают их источником солнечного ветра, но не знают, как именно они выбрасывают вещество. По словам Читты, обнаружение пикофакельных струй в одной корональной дыре позволяет предположить, что они могут быть повсеместно распространены на Солнце. Если это так, то множество маленьких вспышек, возникающих повсюду, могут стать существенным источником солнечного ветра.

Король Солнца

Этот вывод согласуется с данными, полученными от других солнечных обсерваторий, таких как зонд НАСА Parker Solar Probe, который также регулярно пролетает мимо Солнца, чтобы посмотреть на него с близкого расстояния. В марте команда «Паркера» сообщила об обнаружении других небольших струй в нижней части атмосферы Солнца. Они также, по-видимому, вливают энергию в солнечный ветер. По словам Дэна Ситона, физика Солнца из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (штат Колорадо), наблюдение за всеми этими явлениями „помогает нам дополнить картину“ многочисленных явлений, которые способствуют активности Солнца.

В настоящее время Солнце приближается или, возможно, уже достигло пика своей 11-летней активности, когда на его поверхности появляется большое количество солнечных пятен и часто происходят крупные вспышки на Солнце, представляющие собой выбросы радиации. В июле и августе этого года на Солнце произошли три самые крупные из возможных вспышек, известные как вспышки X-класса. Вспышка, произошедшая 7 августа, вызвала на Земле сильное радиопомехи, мешающие навигационным сигналам.

По словам Андрея Жукова, физика Солнца из Королевской обсерватории Бельгии в Брюсселе, работающего с Solar Orbiter, высокий уровень активности дает ученым много поводов для изучения Солнца.

В целом сейчас это золотая жила.