Солнечный вдруг: открытие ученых из Сибири улучшит прогноз магнитных бурь
Российские ученые впервые в мире подробно описали, как нагреваются протуберанцы — выбросы раскаленного солнечного вещества, которые оказались вдали от поверхности звезды. Изучение этого явления поможет прогнозировать скорости частиц в космическом пространстве и их воздействие на магнитосферу Земли. Свое достижение специалисты совершили благодаря Сибирскому радиогелиографу — новой мегаустановке, которая позволяет наблюдать Солнце в радиодиапазоне с высоким разрешением. Эксперты отметили, что изучение подобных явлений важно для предсказания космической погоды.
Как работает радиотелескоп
Иркутские ученые из Института солнечно-земной физики (ИСЗФ) Сибирского отделения РАН совершили открытие, которое проливает свет на важную загадку Солнца. Они объяснили, как нагреваются протуберанцы — выбросы раскаленного солнечного вещества — вдали от поверхности Земли. По мнению исследователей, изучение этого явления поможет прогнозировать скорость частиц в космическом пространстве и их воздействие на магнитосферу планеты. Также оно участвует в переносе энергии от относительно холодной поверхности звезды, где температура около 6 тыс. градусов, к короне, где она составляет более 1 млн градусов.
Открытие удалось совершить благодаря уникальному астрофизическому инструменту — сибирскому радиогелиографу, который находится в обсерватории «Бадары» в Тункинской долине вблизи Байкала. Этот солнечный телескоп состоит из 526 антенн-тарелок и наблюдает светило в разных частотах радиоволн. Как отметили ученые, физические параметры мегаустановки позволяют «разглядеть» Солнце как целиком, так и отдельные явления, которые происходят на нем. Причем пространственное, временное и частотное разрешение сибирского радиотелескопа делают его лучшим в мире инструментом в своем классе.
— Мы проанализировали протуберанец. Когда эта магнитоплазменная конструкция потеряла устойчивость и была выброшена в космос, появилась возможность для изучения теплообменных процессов внутри нее, — рассказал «Известиям» один из авторов открытия, главный научный сотрудник ИСЗФ Аркадий Уралов.
Он пояснил, что по-другому это явление называют корональным выбросом массы. На сегодняшний день сибирский радиогелиограф — единственный на планете инструмент, который позволяет в хорошем качестве изучать такие события в микроволновом диапазоне.
Почему расширяется «шар» плазмы в космосе
В частности, благодаря новому инструменту ученые проследили протуберанец до тех пор, пока он не удалился от звезды на расстояние одного ее радиуса. То есть около 700 тыс. км. За это время объем выброшенной из солнечной короны массы увеличился в сотни раз.
— Открытие заключается в том, что мы обнаружили выделение тепловой энергии внутри расширяющегося «шарика» и установили главную причину этого феномена — электрические токи, которые протекают внутри плазмы. Похожее явление происходит при нагревании проводов. Дальше остается просто предположить, что подобным образом осуществляется разогрев и остальных частей солнечной короны, — пояснил Аркадий Уралов.
Он отметил, что в протуберанце выше плотность вещества, сильнее токи и магнитные линии. Поэтому на примере этого события ученые смогли увидеть природу явления в целом.
— С практической точки зрения исследование имеет значимость, потому что протуберанцы — это достаточно неустойчивые структуры. Рано или поздно они разрушаются, а в них сосредоточено большое количество солнечной плазмы. Если часть этого вещества направится в сторону Земли и вступит во взаимодействие с магнитным полем планеты, это может спровоцировать магнитные бури, — рассказал «Известиям» заведующий лабораторией Солнечной астрономии Института космических исследований РАН Сергей Кузин.
Эксперт добавил, что любые данные о Солнце полезны, поскольку от активности звезды напрямую зависят фундаментальные процессы на нашей планете. Например, такие как глобальное потепление, формирование океанических течений и развитие органики.
— Важно, что исследователи показали, как один из процессов, который нагревает плазму в короне (то есть в окрестностях Солнца), оказывает свое влияние и на больших расстояниях от светила. Он не дает веществу протуберанца быстро остыть, а от этого зависит скорость частиц. Они, в свою очередь, могут повлиять на работу искусственных спутников на орбите или электроники и электрооборудования на Земле, — пояснил профессор Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Владимир Решетов.
По его мнению, сибирский радиогелиограф принесет еще много интересных открытий, потому что поведение Солнца, его структура, магнитные линии, черные пятна на его поверхности — это явления, которые ученые до сих пор понимают недостаточно. При этом находки будут носить прогностический характер, поскольку отголоски солнечных бурь всегда имеют отражение на нашей планете.
Также важным аспектом исследования стала разработка методики измерения температуры и концентрации расширяющейся плазмы по ее микроволновому излучению, добавил эксперт.
На текущий момент отечественная гелиофизика отстает по своему оснащению от передовых мировых образцов, резюмировал астроном, профессор Иркутского государственного университета Сергей Язев. При этом он отметил, что сейчас проблема частично решается за счет сооружения Национального гелиофизического центра РАН на базе ИСЗФ. По его словам, в рамках этого проекта вводятся в строй мегаустановки, которые позволят российским ученым на качественно новом уровне изучать Солнце и другие космические объекты.
