Солнечный зонд раскрыл два источника супербыстрых электронов

Солнечный зонд Solar Orbiter зафиксировал более 300 всплесков «солнечных энергичных электронов» с ноября 2020 по декабрь 2022 года. Впервые чётко видна связь между энергичными электронами в космосе и их источниками на Солнце. Электроны запускаются двумя различными источниками: солнечными вспышками (синие точки) и выбросами корональной массы (красные точки). Солнечные вспышки высвобождают быстрые всплески энергичных электронов, тогда как выбросы корональной массы выпускают более широкие волны частиц постепенно. Авторы: ESA & NASA/Solar Orbiter/STIX & EPD

Миссия Solar Orbiter под руководством Европейского космического агентства разделила поток энергичных частиц, выбрасываемых Солнцем в космос, на две группы, проследив каждую до разных типов вспышек на нашей звезде.

Солнце является самым мощным ускорителем частиц в Солнечной системе. Оно разгоняет электроны почти до скорости света и выбрасывает их в космос, заполняя систему так называемыми «солнечными энергичными электронами» (SEEs).

Исследователи использовали Solar Orbiter, чтобы точно определить источник этих электронов и связать то, что наблюдается в космосе, с реальными процессами на Солнце. В статье, которая будет опубликована в Astronomy & Astrophysics 1 сентября, объясняется, что обнаружены два типа SEE с чётко различными историями: один связан с интенсивными солнечными вспышками, а другой — с крупными извержениями горячего газа из атмосферы Солнца (известными как «выбросы корональной массы» или CME).

«Мы видим чёткое разделение на «импульсные» события, когда энергичные электроны стремительно уносятся с поверхности Солнца вспышками, и «постепенные», связанные с более протяжёнными CME, которые высвобождают широкий поток частиц в течение более длительного времени», — говорит ведущий автор Александр Вармут из Потсдамского астрофизического института.

Solar Orbiter смог измерить большое количество событий и подобраться ближе к Солнцу, чем другие миссии, раскрыв, как эти частицы формируются и покидают звезду.

«Мы смогли идентифицировать и понять эти две группы, только наблюдая сотни событий на разных расстояниях от Солнца с помощью нескольких инструментов — это под силу только Solar Orbiter», — добавляет Александр. — «Подобравшись так близко к нашей звезде, мы смогли измерить частицы в «первозданном» раннем состоянии и точно определить время и место их старта на Солнце».

Исследователи также обнаружили, что задержка между наблюдением вспышки или CME и обнаружением электронов в космосе частично связана с тем, как электроны перемещаются через пространство, сталкиваясь с турбулентностью и рассеиваясь.

Это открытие крайне важно для понимания космической погоды и точного прогнозирования, необходимого для защиты космических аппаратов. События, связанные с CME, несут больше высокоэнергетических частиц и представляют большую угрозу.

«Знания, полученные от Solar Orbiter, помогут защитить другие космические аппараты в будущем, позволив нам лучше понимать энергичные частицы от Солнца, которые угрожают нашим астронавтам и спутникам», — говорит Дэниел Мюллер, научный сотрудник ESA по проекту Solar Orbiter.

В дальнейшем миссия ESA Vigil, запуск которой запланирован на 2031 год, позволит оперативно наблюдать за «боковой» стороной Солнца, обеспечивая непрерывный мониторинг солнечной активности.