Как солнце восстанавливается после выброса плазмы: новые данные о корональных затемнениях

Механизм восстановления корональных затемнений, вызванный расширением корональных петель (показано желтым и красным) в область затемнения (серую). Структура CME изображена синим цветом с темно-серыми опорными точками, представляющими основные области затемнения. Пунктирный круг обозначает близлежащую активную область (AR), в то время как области восстановления затемнения выделены светло-серым цветом. Автор: Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202347934

Исследовательская группа представила механизм, объясняющий, как восстанавливаются корональные затемнения — затемненные, истощенные области на солнце, вызванные интенсивными выбросами плазмы.

Это исследование предлагает ценную информацию о том, как солнечная корона пополняется после коронального выброса массы (CME), расширяя наше понимание процессов, которые управляют экстремальными космическими погодными явлениями. Поскольку текущий солнечный цикл приближается к своему пику, эти события становятся более частыми. Результаты исследования опубликованы в Astronomy & Astrophysics, а в команду входят исследователи из Сколковского института науки и технологий, Миланского политехнического университета, NorthWest Research Associates, Грацского университета и обсерватории Канцельхёэ.

Выбросы корональной массы — это гигантские, миллиарды тонн, пузыри магнитной плазмы, которые вырываются из Солнца, достигают Земли всего за несколько дней и вызывают сильные геомагнитные бури, которые нарушают работу технологий, которыми мы ежедневно пользуемся, и, в конечном итоге, влияют на нашу жизнь.

Совсем недавно, в мае 2024 года, экстремальный шторм заставил изменить маршрут трансполярных перелетов, и космическим кораблям пришлось выполнить более 5000 маневров, чтобы остаться на орбите. Проблема в том, что обнаружить выброс корональной массы на ранних стадиях сложно; обычно эти события обнаруживаются только тогда, когда они хорошо развиты и видны коронографам, имитирующим полное солнечное затмение.

Группа разработала методы анализа продолжительности корональных затемнений, выявляющие, как и когда солнечная корона восстанавливается и пополняется после коронального выброса массы, используя долгосрочные многоточечные наблюдения корональных затемнений в течение нескольких дней с момента возникновения коронального выброса массы.

«Благодаря изображениям высокого разрешения с космических аппаратов SDO и STEREO мы теперь видим, как корональные петли расширяются и становятся ярче над затемненными областями после извержений корональных выбросов массы. Эти петли, которые появляются как до, так и после извержений, постоянно покрывают и заполняют затемненные области, раскрывая механизм, лежащий в основе процесса восстановления Солнца», — говорит Джулия Ронка, ведущий автор исследования и аспирантка Миланского технического университета, приехавшая в Сколтех по программе обмена Erasmus.

«Мы не должны изучать признаки солнечных активных событий изолированно», — говорит Галина Чикунова, соавтор исследования и выпускница Сколтеха, которая в настоящее время продолжает свои исследования в Хварской обсерватории Загребского университета.

«Извлекая как можно больше информации из солнечных снимков, сделанных различными спутниками, мы можем обнаружить неожиданные взаимосвязи. Мы заметили, что затемнения, следы солнечных взрывов, часто исчезают быстрее, чем ожидалось.

«Изучая как затемненные, так и яркие области короны, мы обнаружили продолжающееся развитие корональных петель — важный механизм восстановления, который помогает объяснить, почему затемнение исчезает раньше, чем предполагалось».

«Корональные петли возникают в активных областях Солнца, постоянно формируются и рассеиваются по мере расширения в верхние слои солнечной короны. Хотя эти петли менее яркие, чем окружающие структуры, и поэтому их сложно обнаружить, их расширение играет ключевую роль в ускорении восстановления после затемнения», — добавила доцент Сколтеха Татьяна Подладчикова, соавтор исследования.

Это исследование проливает новый свет на явления солнечной активности, предлагая ценные взгляды на процессы, управляющие поведением Солнца и его штормовым настроением.

Больше информации: GM Ronca et al, Recovery of coronal dimmings, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202347934