Исследование связало пульсации солнечных вспышек с повторным магнитным пересоединением

Новое исследование под руководством Юго-Западного исследовательского института (SwRI) связало квазипериодические пульсации (QPP) в солнечных вспышках с динамическими колебаниями в процессе магнитного пересоединения. Это явление, которое может вызывать космическую погоду и влиять на технологии на Земле. Работа может помочь уточнить традиционные модели солнечных вспышек и дать новое понимание механизмов, которые их вызывают.

Новое исследование под руководством SwRI связывает кольцеобразные ленты вспышки, наблюдавшиеся на Шведском 1-метровом солнечном телескопе во время вспышки класса M4.7 3 мая 2023 года, с энергией, высвобождаемой повторными взрывами магнитного пересоединения и квазипериодическими пульсациями. Красный и синий цвета представляют плазму, текущую вниз и вверх соответственно. Пульсирующие во времени потоки вниз по всей ленте позволяют предположить, что разрыв и восстановление силовых линий магнитного поля высвобождает огромное количество энергии, которая и управляет всей вспышкой. Автор: Southwest Research Institute

Магнитное пересоединение происходит, когда силовые линии магнитного поля в плазме разрываются и снова соединяются, высвобождая колоссальную энергию в окружающую атмосферу, что может приводить к космической погоде. Солнечные вспышки — это интенсивные, кратковременные выбросы энергии на поверхности Солнца, являющиеся наиболее частыми и зрелищными примерами солнечной погоды. Квазипериодические пульсации, осциллирующие сигналы, излучаемые во всем электромагнитном спектре, часто связаны с солнечными вспышками. Однако их происхождение и движущие механизмы долгое время оставались необъяснёнными.

«Солнечные вспышки — это самые крупные извергающиеся явления в нашей Солнечной системе, но механизмы, стоящие за квазипериодическими пульсациями, оставались загадкой», — сказал доктор Уильям Эшфилд IV, научный сотрудник отдела наук о Солнечной системе и исследований SwRI. Он является ведущим автором статьи в Nature Astronomy, описывающей новые открытия об этих явлениях. «Хотя QPP появляются примерно в 50% крупных солнечных вспышек, они всё ещё плохо изучены. Мы хотели лучше понять, почему они происходят, и выяснить, как они вписываются в процесс высвобождения энергии».

Как проводилось исследование

Чтобы лучше понять природу QPP, исследователи использовали высокодетальные наблюдения с Шведского солнечного телескопа на Канарских островах и точные спектроскопические данные с космического телескопа NASA IRIS, находящегося на солнечно-синхронной орбите. Учёные наблюдали солнечную вспышку умеренной силы и провели спектроскопический анализ пиксель за пикселем, чтобы успешно зафиксировать свидетельства QPP.

«Дополняющие друг друга наблюдения с наземных и космических телескопов позволили нам исключить конкурирующие теории и сузить круг потенциальных движущих механизмов, стоящих за QPP», — сказал Эшфилд. «Наши результаты позволяют предположить, что повторное магнитное пересоединение может быть тем, что напрямую приводит к наблюдаемым в этой солнечной вспышке квазипериодическим пульсациям».

Значение для будущих исследований

По словам Эшфилда, исследование подчёркивает необходимость включения колебательного поведения в теории магнитного пересоединения, предоставляя ограничения для направления будущих работ.

«Понимание QPP — это не только понимание самих солнечных вспышек, — отметил Эшфилд. — Наше исследование закладывает основу для будущих работ, которые будут использовать более крупные наборы данных и продвинутое моделирование, чтобы углубить наше понимание событий космической погоды и других астрофизических явлений, связанных с магнитным пересоединением».

Статья «Spectroscopic observations of solar flare pulsations driven by oscillatory magnetic reconnection» была опубликована в ноябрьском номере журнала Nature Astronomy за 2025 год.

Дополнительная информация: William Ashfield et al, Spectroscopic observations of solar flare pulsations driven by oscillatory magnetic reconnection, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02706-4

Источник: Southwest Research Institute