ядерный удар, джон тайтор, казань, Нужны, йога, непомнящий, Скляров, Hellyer, Сергей сипаров, Athene, песиголовые, area 51, Белое братство, приколы нло, форум, ноев ковчег, Мир Древних Богов, путешествие по времени, луна, Геоглифы Наска, уфология.
Физики проанализировали наблюдения солнечной вспышки, которая произошла в сентябре 2017 года, и проследили за тем, как ускоряются электроны в плазме. Оказалось, что вблизи области наиболее интенсивного высвобождения магнитной энергии сформировался регион с резкими границами, в котором практически все электроны ускорились до сверхтепловых энергий. Как отмечается в работе, опубликованной в Nature, наблюдения хорошо согласуются с идеей о том, что частицы ускоряются и одновременно запираются в рамках выделенной области за счет турбулентностей магнитного поля.
Считается, что причина солнечных вспышек — магнитные процессы в поверхностных слоях звезды. При сближении регионов поверхности с противонаправленными магнитными полями силовые линии поля самопроизвольно пересоединяются в новые конфигурации. В результате такого пересоединения высвобождается часть магнитной энергии, которая тратится в том числе на ускорение находящихся в области пересоединения заряженных частиц.
Хотя общее теоретическое описание того, как рождаются вспышки, уже имеется, окончательного понимания всех деталей и особенностей таких процессов пока нет. Вместе с тем изучать природу вспышек важно даже с чисто практической точки зрения — некоторые из них могут вызывать сильные геомагнитные бури, нарушать работу спутников и другой аппаратуры и даже производить на нашей планете лишние радиоактивные ядра (о том, могут ли вспышки влиять на человеческий организм, можно узнать в нашем материале «Буря в голове»).
Ученые из Технологического института Нью-Джерси при участии Грегори Флейшмана (Gregory Fleishman) проанализировали наблюдения одной из солнечных вспышек и проследили за поведением магнитного поля и электронной плазмы вблизи области высвобождения энергии.
Авторы использовали данные, которые собирал солнечный телескоп EOVSA (Expanded Owens Valley Solar Array) в Калифорнии 10 сентября 2017 года в течение четырех минут (15:57–16:01 по Всемирному времени) в микроволновом диапазоне.
Пользуясь этими наблюдениями и численными симуляциями, исследователи проследили за двумя компонентами электронной плазмы в области вспышки: тепловыми электронами — то есть такими, которые сохранили типичное для хаотического теплового движения распределение по энергиям (приблизительно до одного килоэлектронвольта на частицу), и сверхтепловыми — такими, которые значительно ускорились за счет высвободившейся энергии (свыше 20 килоэлектронвольт на частицу).
В результате анализа физики обнаружили в области вспышки объем величиной около 1,7×1027 кубических сантиметров (примерно в тысячу раз больше объема Мирового океана), в котором практически отсутствовала тепловая компонента электронной плазмы по сравнению со сверхтепловой компонентой (концентрация последней достигала 1010 электронов в кубическом сантиметре). При этом найденный регион имел четко выраженные границы с окружающей его более типичной плазмой — с доминированием тепловой компоненты.
Привлекая сопутствующие измерения величины магнитного поля, ученые установили, что наблюдения хорошо согласуются с предположением о том, что электроны ускоряются до сверхтепловых энергий за счет сильного электрического поля (около 20 Вольт на сантиметр), которое возникает при турбулентном пересоединении магнитных линий и высвобождении энергии магнитного поля. Последнее было наиболее интенсивно приблизительно в том же регионе, в котором наблюдался всплеск концентрации сверхтепловых электронов (скорость изменения магнитной индукции порядка 5 Гауссов в секунду).
Авторы отмечают, что наблюдаемые резкие границы объема, в котором почти не оказалось тепловых электронов, не могут быть случайными — в отсутствие физического механизма, который бы ограждал эту область от соседних, сверхтепловые электроны быстро смешались бы с тепловыми, что на деле не наблюдается.
Гипотетически причиной, которая удерживает сверхтепловые электроны от перемешивания, может быть та же самая магнитная турбулентность, что ускоряет частицы — интенсивное рассеяние частиц в таком поле сокращает их длину свободного пробега, что должно препятствовать расползанию региона с быстрыми частицами в пространстве. Физики подчеркивают, что для убедительного обоснования таких рассуждений недостаточно и требуются детальные симуляции.
В январе мы писали о том, как астрономы зарегистрировали очень долгую солнечную вспышку средней мощности, а в материале «Как устроены пятна на Солнце» — разбирались в устройстве центров активности на поверхности звезды.