_ Cel mai remarcabil solar -erupțiile erupțiilor solare nu sunt întotdeauna cele mai influente

În timp ce multe studii au comparat proprietățile magnetice ale erupțiilor solare închise și eruptive, puține au luat în considerare proprietățile termodinamice ale erupțiilor confinse și chiar mai puține în comparație cu cele eruptive.

Maria Kazachenko, profesor asistent la Departamentul de Științe Astrofizice și Planetare de la Universitatea din Colorado Boulder, este una dintre puținele care a explorat acest subiect. Într-o lucrare publicată în The Astrophysical Journal și prezentată pe AAS Nova, ea a efectuat un studiu care cuantifică proprietățile termodinamice și magnetice ale sute de erupții solare.

Erupțiile solare sunt explozii enorme de radiații electromagnetice de la soare. Se întâmplă atunci când energia stocată în câmpurile magnetice, de obicei deasupra petelor solare, este eliberată brusc. Unele erupții implică o ejecție de masă coronală (CME), în care o cantitate uriașă de particule încărcate, sau plasmă, este aruncată.

Unele dintre rezultatele studiului confirmă concluziile anchetelor anterioare. Cu toate acestea, lucrarea include, de asemenea, informații noi care sugerează că erupțiile limitate, sau erupțiile fără CME asociate, pot fi mai eficiente la accelerarea particulelor și, prin urmare, la producerea de radiații ionizante.

Erupțiile solare sunt cauzate de radiațiile solare. câmpurile magnetice, care sunt cele mai puternice în zonele întunecate numite pete solare. Când sunt inactive, aceste câmpuri arată ca bucle. Cu toate acestea, atunci când fluxurile subterane ale soarelui încep să forfeze și să răsucească petele solare de care sunt legate, câmpurile magnetice devin și ele răsucite.

„V-ați putea imagina ca pe o bandă de cauciuc pe care începeți să o răsuciți. ”, explică Kazachenko. „La un moment dat, îl tai, apoi... energia va fi eliberată și vei primi o clipă în mână.”

Așa cum energia elastică a benzii de cauciuc este eliberată atunci când este tăiată, o fracțiune a energiei magnetice a soarelui este eliberată în timpul unui proces numit reconectare magnetică. Reconectarea magnetică poate lua forme diferite, dar „una dintre cele mai simple configurații”, spune Kazachenko, „este atunci când două linii de câmp direcționate opus sunt împinse una împotriva celeilalte… câmpurile magnetice își pot schimba brusc configurația și eliberează o cantitate imensă de energie. , similar benzilor de cauciuc care se taie dintr-o dată.”

Energia magnetică liberă care este eliberată în timpul reconectării magnetice este stocată în curenții de plasmă. Curenții electrici produc câmpuri magnetice, așa cum se vede în electromagneți, iar particulele încărcate care se mișcă în plasma soarelui funcționează în mod similar.

În timp ce unele erupții solare sunt asociate cu CME, în care plasma este ejectată din atmosfera solară și în spațiu, altele nu sunt. Dacă o erupție solară este asociată cu un CME, este considerată eruptivă; dacă nu are un CME asociat, este considerat limitat. Totuși, diferența dintre cele două este mai profundă decât atât, deoarece mecanismele care determină dacă o erupție este limitată sau eruptivă pot decide, de asemenea, cât de repede se vor reconecta câmpurile magnetice și cât de multă radiație de raze X și gamma va emite. /p>

Așa cum sugerează și numele lor, erupțiile închise nu pot scăpa din atmosfera soarelui din cauza influențelor constrângeri. Aceste influențe, cunoscute sub denumirea de câmpuri de curele, sunt, de asemenea, magnetice. Din acest motiv, regiunile active cu mai mult flux magnetic au, de asemenea, câmpuri de fixare mai puternice și, prin urmare, sunt mai puțin susceptibile de a fi eruptive.

Potrivit Kazachenko, aceasta explică de ce erupțiile închise pe care le-a studiat au avut temperaturi mai ridicate și au suferit reconectare. mai repede decât erupțiile eruptive ale aceluiași flux de raze X de vârf: „În erupțiile limitate, reconectarea are loc mai jos, deoarece aveți un câmp de curgere foarte puternic al regiunii active care nu permite structurii să meargă în sus... câmpurile sunt mai puternic mai jos, astfel încât reconectarea se desfășoară mult mai repede.”

În timp ce semnificația unei reconectari mai rapide poate să nu fie imediat evidentă, lucrarea de cercetare explică: „Deoarece ratele mai mari de reconectare duc la mai mulți ioni și electroni accelerați, erupțiile mari confinse ar putea fi mai eficiente în producerea de radiații electromagnetice ionizante decât erupții eruptive.”

Aceasta nu înseamnă că este eliberată mai multă energie în timpul reconectarii unei erupții închise; de fapt, erupțiile eruptive au aceeași cantitate de flux reconectat ca și erupțiile limitate. Mai degrabă, deoarece energia este eliberată mai repede în erupțiile închise, acestea pot accelera ionii și electronii din plasma soarelui mai eficient.

Când vine vorba de vremea în spațiu, CME-urile și furtunile geomagnetice pe care le pot provoca obțin adesea cea mai mare atenție. Acest lucru este pentru un motiv întemeiat: deși este rar ca CME să ajungă pe Pământ, consecințele sunt îngrozitoare atunci când ajung.

În cel mai rău caz, o furtună geomagnetică ar deteriora sau distruge echipamentele de transmisie electrică, provocând pene de curent pe scară largă. În plus, o astfel de furtună ar perturba anumite tipuri de comunicații, ar deteriora hardware-ul satelitului și ar expune astronauții și aviatorii de mare altitudine la radiații potențial letale. Deși acestea sunt doar predicții, dovezile pentru ele se bazează parțial pe furtuna geomagnetică din 1859, care a avut efecte pronunțate, provocând scântei și incendii în stațiile telegrafice.

Cercetări precum cele ale lui Kazachenko contribuie la o înțelegere mai largă a modului în care Ecranele solare funcționează, ceea ce ar putea permite într-o zi oamenilor de știință să prezică când se vor întâmpla cu mai multă acuratețe și, prin urmare, să evite cele mai grave consecințe ale unei furtuni geomagnetice, oferind oamenilor timp să ia măsuri preventive. Cu toate acestea, studiile ei au și implicații mai ample.

„Ce se întâmplă cu alte vedete?” întreabă Kazachenko. „Există erupții acolo? Există CME-uri acolo? Din studii recente, se pare că există mii de erupții acolo, dar CME-urile, ejecțiile de masă coronală, sunt foarte greu de determinat.”

În timp ce este Este posibil ca stelele precum Soarele să fie supuse în mod regulat CME și că oamenii de știință și cercetătorii pur și simplu nu au putut să le detecteze pe majoritatea, dovezile actuale sugerează că erupțiile închise joacă un rol mai mare în vremea spațială a altor sisteme solare decât în ​​aceasta. Din acest motiv, tipul aparent mai puțin impactant de erupție solară poate determina dacă exoplanetele sunt locuibile - un interes major pentru astronomii care caută exoplanete care sunt potrivite pentru colonizare.

„Deci, este o întrebare foarte fundamentală, atât … pentru siguranța echipamentului nostru, dar și pentru înțelegerea altor planete”, spune Kazachenko.

Deși Kazachenko a descoperit o proprietate unică a erupțiilor solare limitate, mai este de făcut, spune ea. Studiul ei sugerează că erupțiile închise reconectează câmpurile magnetice mai repede și pot accelera particulele încărcate mai eficient decât cele eruptive, dar proprietățile acestor particule sunt în afara domeniului său de aplicare.

Ar trebui să existe un studiu ulterioară, spune Kazachenko . „Unde te uiți cu adevărat la populația statistică a accelerației particulelor în ambele grupuri de erupții... dar acolo cred că se află viitorul: să analizăm nu doar un eveniment singular în detaliu, ci să beneficiezi de aceste observații uimitoare pe care le avem acum de la mulți sateliți diferiți care zboară acolo, cum ar fi noul satelit lansat de NASA și Agenția Spațială Europeană numit Solar Orbiter.”

(Fluierul)