Эти данные помогут прогнозировать космическую погоду, которая может повредить спутники, нарушить связь и представлять опасность для астронавтов.
Миссия Solar Orbiter под руководством Европейского космического агентства (ЕКА) впервые позволила ученым напрямую связать потоки солнечных энергичных электронов (SEE) с их источниками на Солнце, что открывает новые возможности для прогнозирования опасной космической погоды. Исследование является наиболее полным анализом событий SEE на сегодняшний день.
Солнце — самый мощный ускоритель частиц в Солнечной системе. Оно разгоняет электроны почти до скорости света и выбрасывает их в космос. Эти частицы, называемые солнечными энергичными электронами, влияют на космическую среду, проходя через магнитные поля и солнечный ветер — поток заряженных частиц, который постоянно исходит от Солнца и влияет на движение электронов.
Ученые теперь смогли проследить SEE до их источников на Солнце и разделить их на два типа:
- Первый связан с интенсивными солнечными вспышками — быстрыми выбросами энергии с небольших участков поверхности звезды.
- Второй тип возникает при корональных выбросах массы (CME) — гигантских облаках горячего газа, выбрасываемых из солнечной атмосферы.
«Мы видим четкое разделение между «импульсивными» событиями частиц, когда электроны ускоряются всплесками через солнечные вспышки, и «постепенными», связанными с расширенными CME, которые высвобождают поток частиц в течение более длительного времени», — объясняет Александр Вармут из Института астрофизики Лейбница (AIP), Германия.
Solar Orbiter наблюдал более 300 событий SEE за 2 года, используя восемь из десяти своих инструментов.
«Мы смогли идентифицировать и понять эти группы, только наблюдая за сотнями событий на разных расстояниях от Солнца — это может сделать только Solar Orbiter», — добавляет Вармут.
«Впервые мы ясно увидели связь между энергичными электронами в космосе и их исходными событиями на Солнце», — отмечает соавтор Фредерик Шуллер
Ученые измеряли частицы in situ, то есть зонд фактически пролетал через потоки электронов, одновременно фиксируя, что происходит на Солнце.
Исследование также помогает понять, почему электроны иногда появляются с задержкой после солнечных вспышек.
«Задержка частично связана с тем, как электроны путешествуют в пространстве. Они сталкиваются с турбулентностью, рассеиваются и отклоняются магнитным полем, поэтому мы не видим их сразу», — объясняет Лаура Родригес-Гарсия, научный сотрудник ESA.
Разделение двух типов SEE важно для прогноза космической погоды. CME содержат больше высокоэнергичных частиц, которые могут серьезно повредить спутники и угрожать астронавтам.
«Такое знание поможет защитить космические аппараты в будущем, позволяя лучше понимать угрозы от солнечных частиц», — говорит Даниэль Мюллер, научный сотрудник проекта ESA.
Эти наблюдения станут основой для будущих миссий ЕКА. Vigil (2031 год) будет наблюдать Солнце со стороны, давая ранние предупреждения о потенциально опасных событиях, а Smile (2026 год) изучит, как магнитное поле Земли реагирует на солнечные бури.
«Благодаря Solar Orbiter мы узнаем нашу звезду лучше, чем когда-либо. В первые пять лет миссии аппарат наблюдал множество событий SEE, создав уникальную базу данных для мирового научного сообщества», — добавляет Мюллер.