Микро-вспышка на Солнце раскрывает новые детали о магнитном пересоединении

На этом изображении представлены высокодетализированные наблюдения активной области на Солнце. Панели a–b показывают данные от гелиосейсмического и магнитного прибора (HMI) на борту обсерватории NASA Solar Dynamics. Панели c–e демонстрируют спектры, полученные инструментом ViSP телескопа Inouye. Панели f–h — изображения от прибора VBI с использованием трёх различных светофильтров (G-диапазон, Hβ и Ca II K). Чёрная стрелка указывает на микро-вспышку, произошедшую на границе противоположных магнитных полюсов (в синей рамке). Автор: NSF/NSO/AURA

С помощью крупнейшего в мире солнечного телескопа учёные зафиксировали одну из самых детальных микро-вспышек — небольших, но мощных взрывов на Солнце. Эти изображения помогают исследователям понять сложность магнитных полей, управляющих мельчайшими солнечными всплесками.

Новое исследование, проведённое под руководством доктора Жуана да Силва Сантоса из Национальной солнечной обсерватории США (NSO), использует уникальные данные телескопа имени Дэниела К. Иноуэ (NSF Inouye Solar Telescope). Учёные выяснили, как магнитные поля в нижних слоях солнечной атмосферы могут внезапно пересоединяться, высвобождая энергию, тепло и плазму — процесс, известный как «магнитное пересоединение».

Работа была опубликована в журнале The Astrophysical Journal командой исследователей из NSO и Национального центра атмосферных исследований (NCAR).

«Мы зафиксировали микро-вспышку с невероятной детализацией, наблюдая резкий нагрев, быстро движущуюся плазму и турбулентные движения в области шириной всего 700 километров», — говорит да Силва Сантос.

Хотя событие было крошечным по сравнению с крупными солнечными вспышками (обычные вспышки в 100–1000 раз мощнее), его энергия оказалась эквивалентна примерно 10 миллиардам молний.

Наблюдения проводились с помощью двух инструментов телескопа Inouye: визуального широкополосного формирователя изображений (VBI) и спектрополяриметра (ViSP). Телескоп зафиксировал внезапные вспышки света, быстрые потоки плазмы и взаимодействие магнитных полей на расстоянии всего в сотни километров от солнечной поверхности.

Увеличенное изображение микро-вспышки с контурами усиленного излучения на определённых длинах волн (зелёный — Ca II K, пурпурный — Hβ). Автор: NSF/NSO/AURA

Анализ показал, что вспышка произошла в зоне, где встретились противоположные магнитные поля, что привело к их «аннигиляции» и высвобождению энергии. Используя сложное моделирование, учёные смогли восстановить трёхмерную магнитную топологию области.

«Мы обнаружили, что пересоединение произошло вдоль куполообразной магнитной структуры, известной как "веерно-осевая конфигурация"», — пояснил Роберт Яролим, соавтор исследования из NCAR.

Структура действовала как ловушка и триггер, направляя высвобождение энергии через «разрыв» магнитных полей и ускорение плазмы — подобно тому, как рвутся резинки в магнитной сети.

Студент Эрик Даннингтон из Политехнического института Ренсселера также участвовал в исследовании, помогая в обработке данных. Его работа — пример того, как студенческие проекты могут вносить вклад в передовую науку.

Исследование проливает свет на механизмы мелкомасштабного магнитного пересоединения в верхних слоях фотосферы и нижней хромосферы Солнца — областях, которые крайне сложно изучать. Хотя крупные солнечные вспышки хорошо исследованы, микро-вспышки оставались загадкой, несмотря на их потенциальное влияние на космическую погоду вокруг Земли.

«Без высокого разрешения телескопа Inouye ключевые детали остались бы невидимыми», — подчеркнул да Силва Сантос.

Эта работа не только открывает новое окно в скрытую активность Солнца, но и подтверждает, что даже мелкие события могут помочь в понимании более мощных явлений, влияющих на космическую погоду.

Дополнительная информация: J. M. da Silva Santos et al, Magnetic Reconnection in a Compact Magnetic Dome: Chromospheric Emissions and High-velocity Plasma Flows, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adcf23