Есть ли какие-либо признаки, указывающие заранее, что будут мощные солнечные бури? Команда астрономов использовала численное моделирование в сочетании с наблюдениями нашей звезды, чтобы доказать, что есть еще один способ определить, когда эти явления начинают приближаться к нам.
Космическая погода и, в частности, солнечные вспышки и выбросы корональной массы (CME), оказывают непосредственное влияние на жизнь на Земле. Наш мир, по общему признанию, защищен от них магнитным полем Земли, но когда солнечная буря достаточно сильна, она может повредить метеорологические спутники и сеть GPS и даже временно отключить энергосистемы на поверхности Земли. Именно поэтому понимание этих явлений имеет решающее значение – также для нашего повседневного функционирования в современном мире, зависящем от многочисленных технологий.
Хотя Солнце может выглядеть как неизменный, светящийся постоянным светом шар, на самом деле оно очень динамично. Солнечные пятна растут и сжимаются, солнечные вспышки возникают и взрываются, и самый внешний слой Солнца, или корона, попеременно светится и темнеет. Недавние исследования корональных затемнений (длительных падений яркости на поверхности Солнца) показали, что большинство из этих явлений происходят сразу после выбросов корональной массы. Таким образом, они могут предоставить нам полезную информацию о явлениях, связанных с широко понимаемой космической погодой.
Теперь команда во главе с Мэн Джин из Лаборатории Солнечной астрофизики Lockheed Martin И… знаменитый Институт SETI аккуратно объединил наблюдения с компьютерным моделированием, чтобы лучше изучить связь между явлениями коронального затемнения и выбросами корональной массы. Исследователи использовали в исследованиях так называемую модель Солнца с волнами Альфвена (AWSoM), которая использовала их для реконструкции короны Солнца и среды распространения солнечного ветра, а затем провела моделирование образования CME с различными характеристиками, такими как скорость, масса и магнитная энергия. Джин и его коллеги также рассмотрели доступные наблюдения за явлениями затемнения, полученными из инструментов сборки атмосферных изображений и эксперимента экстремальной ультрафиолетовой вариабельности, которые являются частью миссии зонда Обсерватории солнечной динамики.
На рисунке: два случая затемнения и коронального осветления. Разница между основным изображением Солнца и наблюдениями за явлениями показана с помощью цветовой шкалы(затемнение по отношению к исходному событию отмечено черным, а осветление-красным). Источник: Jin et al. 2022.
На рисунке: результаты численного моделирования. Источник: Jin et al. 2022.
Знание взаимосвязи между затемнением и выбросами корональной массы также может помочь нам обнаружить CME на звездах за пределами Солнечной системы. Различие между звездными вспышками и CME здесь довольно сложно, но очень важно при рассмотрении потенциальной обитаемости экзопланет, поскольку именно выбросы корональной массы могут привести к разрушению планетарных атмосфер. Зная, что CME связаны с затемнением звезд, мы можем, таким образом, лучше определить, какие звезды излучают CME, и, таким образом, оценить, какие планеты могут обитать или принимать чужеродные формы жизни.
На рисунке показано положение CME и линий магнитного поля относительно темнеющих пятен. Источник: Jin et al. 2022
