Солнечные вспышки оказались в 6,5 раз горячее, чем считалось ранее

Солнечная вспышка с масштабом сравнения с Землёй. Автор: Александр Рассел (Университет Сент-Эндрюс) с использованием открытого пакета SunPy Python и данных космического телескопа NASA Solar Dynamics Observatory через команду NASA EPIC

Новое исследование Университета Сент-Эндрюс показало, что частицы в солнечных вспышках могут быть в 6,5 раз горячее, чем считалось ранее. Это исследование предлагает неожиданное решение 50-летней загадки о нашей ближайшей звезде.

Солнечные вспышки — это внезапные и мощные выбросы энергии во внешней атмосфере Солнца, которые нагревают её отдельные участки до температур свыше 10 миллионов градусов. Эти драматические события значительно увеличивают поток рентгеновского излучения и радиации, достигающей Земли, создавая опасность для космических аппаратов и астронавтов, а также влияя на верхние слои атмосферы нашей планеты.

Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, рассматривает доказательства того, как вспышки нагревают солнечную плазму до температур свыше 10 миллионов градусов. Эта солнечная плазма состоит из ионов и электронов. Новое исследование утверждает, что ионы солнечных вспышек — положительно заряженные частицы, составляющие половину плазмы, — могут достигать температуры свыше 60 миллионов градусов.

Солнечные вспышки. Автор: Александр Рассел (Университет Сент-Эндрюс) с использованием открытого пакета SunPy Python и данных космического телескопа NASA Solar Dynamics Observatory через команду NASA EPIC

Доктор Александр Рассел, старший преподаватель солнечной теории Школы математики и статистики, заявил:

«Нас воодушевили недавние открытия, что процесс магнитного пересоединения нагревает ионы в 6,5 раз сильнее, чем электроны. Это похоже на универсальный закон, и он был подтверждён в околоземном пространстве, солнечном ветре и компьютерном моделировании. Однако ранее никто не связывал работы в этих областях с солнечными вспышками».

«Исторически солнечная физика предполагала, что ионы и электроны должны иметь одинаковую температуру. Однако, пересчитав данные с использованием современных методов, мы обнаружили, что разница температур ионов и электронов может сохраняться до десятков минут в ключевых частях солнечных вспышек, открывая путь к рассмотрению сверхгорячих ионов впервые».

«Более того, новая температура ионов хорошо согласуется с шириной спектральных линий вспышек, потенциально решая астрофизическую загадку, которая стояла почти полвека».

С 1970-х годов существовал давний вопрос о том, почему спектральные линии вспышек — яркие усиления солнечного излучения на определённых «цветах» в крайнем ультрафиолете и рентгеновском свете — шире, чем ожидалось. Исторически считалось, что это может быть связано только с турбулентными движениями, но эта интерпретация подверглась сомнению, поскольку учёные пытались определить природу турбулентности.

Спустя почти 50 лет новая работа предлагает смену парадигмы, где температура ионов может внести значительный вклад в объяснение загадочной ширины линий спектров солнечных вспышек.

Больше информации: Solar Flare Ion Temperatures, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adf74a