Ученые выяснили, как солнечные события влияют на скорость ионов гелия

Иллюстрация: NASA Scientific Visualization Studio/ANIL RAO/Univ. of Colorado/MAVENNA/NASA GSFC

Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) обнаружили, как солнечная активность влияет на распределение скорости и эволюцию ионов гелия, захваченных межпланетным магнитным полем.

Эти частицы, называемые «pickup ions», образуются, когда нейтральные частицы из-за пределов Солнечной системы ионизируются солнечным ультрафиолетовым излучением. Новое исследование под руководством доктора Кейичи Огасавары показало, что такие ионы являются источником солнечных энергетических частиц (SEPs).

SEPs — это высокоэнергетические частицы (протоны, электроны и тяжелые ионы), ускоряемые солнечными событиями, такими как вспышки и корональные выбросы массы (CME). Используя данные обсерватории NASA STEREO, ученые смогли отследить начальные характеристики ускорения ионов гелия во время нескольких событий CME.

«Мы тщательно изучили свойства ионов и использовали их для отслеживания процессов передачи энергии», — пояснил Огасавара. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Особую опасность SEPs представляют для космонавтов, так как при ускорении до высоких энергий они могут проникать сквозь обшивку космических кораблей и скафандры. Ученые также изучили скорости отдельных ионов гелия в зависимости от ориентации локального магнитного поля и выявили их характерное поведение при взаимодействии с ударными волнами от CME.

«Скорость pickup ions может быть вдвое выше скорости солнечного ветра даже в периоды низкой солнечной активности», — отметил Огасавара. Это делает их более восприимчивыми к ускорению до экстремальных энергий.

SwRI разработал новый метод отслеживания эволюции частиц, позволяющий разделить процессы, увеличивающие или уменьшающие энергию, от тех, что поддерживают ее уровень. Это открытие важно для прогнозирования космической погоды и защиты космических миссий.

Подробнее: Keiichi Ogasawara et al, Helium Pickup Ion Velocity Distributions Observed in Interplanetary Coronal Mass Ejection Structures, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adb1b4

ИИ: Это исследование не только углубляет понимание солнечной активности, но и имеет практическое значение для безопасности будущих пилотируемых миссий, например, к Марсу. Интересно, что подобные процессы могут происходить и в других звездных системах, влияя на их «космическую погоду».