Магнитна лавина и плазмен дъжд на Слънцето

Нови анализи на данните от апарата на Европейската космическа агенция на орбита около Слънцето разкриват слънчеви изригвания с впечатляваща мощ.

Благодарение на уникално бързите си кадри – на всеки две секунди – изображенията улавят дори мигновените промени, предшестващи изригването.

Почти незабележими процеси на преструктуриране в магнитното поле на Слънцето се натрупват като лавина – и след това се разрушават експлозивно.

Когато Solar Orbiter - апаратът на Европейската космическа агенция (ЕКА) на орбита около Слънцето - поглежда към Слънцето на 30 септември, космическата сонда заснема зрелищна гледка: нашата звезда изхвърля радиация и частици в космоса с бурно изригване. Условията за наблюдение са идеални. Точно на този ден космическата сонда на ЕКА е достигнала точката от елиптичната си орбита, най-близка до Слънцето. Приблизително 45 милиона километра – около една трета от разстоянието между Слънцето и Земята – я делят от експлозивното събитие. Гледната точка също е идеална. От тази позиция на Solar Orbiter, изригването се случва в края на слънчевия диск. Това осигурява оптимален изглед на събитията, които са се случили преди и по време на изригването.

"Изключителен късмет бе, че Solar Orbiter, най-мощната слънчева обсерватория в космоса, наблюдаваше изригването в точния момент и от точно правилния ъгъл. Невъзможно е да се планира нещо подобно с дни предварително", разказва Лакшми Прадип Чита (Lakshmi P. Chitta).

Месеци по-рано ученият от Института за изследване на слънчевата система "Макс Планк" (MPS), заедно с колеги от Европейската космическа агенция (ЕКА) и други изследователски институции, са разработили наблюдателна кампания за Solar Orbiter за този ден. Никой не е очаквал подобно изригване.

Ясна магнитна активност в продължение на две минути по време на фазата преди изригването, водеща до самото изригване. Кредит: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team

Заплаха за наземната инфраструктура

Изригването на 30 септември 2024 г., изригване от клас M7.7, не е сред най-мощните, но със сигурност е едно от най-зрелищните. Дори по време на периоди на висока слънчева активност, изригвания от такъв мащаб се случват само спорадично. Когато при събитие като това високоенергийна радиация и частици се сблъскат със Земята, това може да причини смущения например в радиокомуникациите.

"По-мощните слънчеви изригвания могат да имат още по-далечни последици, например за спътниците или електрозахранването. Ето защо е важно да се разбере точно какво причинява подобни събития на Слънцето", обяснява Сами Соланки (Sami K. Solanki), директор на MPS и ръководител на екипа по инструменти на PHI за Solar Orbiter.

Промените в архитектурата на магнитното поле на Слънцето осигуряват енергията, необходима за катапултиране на радиация и частици в космоса по време на изригване. Силно усуканите, кръстосани линии на магнитното поле, които съхраняват голямо количество енергия, се разкъсват и сглобяват отново.

Магнитно присъединяване. Слънчевите изригвания се случват, когато линиите на магнитното поле в близост до слънчеви петна се реорганизират експлозивно. Кредит: Wikimedia Commons

Изследователите наричат ​​този процес повторно свързване или магнитно присъединяване. Но подробно как работи този "мотор" за слънчеви изригвания, все още не е ясно. В списание Astronomy & Astrophysics изследователи, водени от MPS, сега описват как малки процеси на повторно свързване задействат допълнителни, натрупвайки се като лавина и водещи до изригване.

Поглед отблизо към слънчевото изригване

Четири инструмента на Solar Orbiter са се фокусирали върху слънчевото изригване в часовете около полунощ от 30 септември до 1 октомври 2024 г. Инструментът EUI (Extreme Ultraviolet Imager) наблюдава събитията в короната, горещата атмосфера на Слънцето, с много висока пространствена резолюция от около 210 километра и последователност от изображения с висок каданс от две секунди. В сравнение с конвенционалните последователности от изображения от други слънчеви обсерватории в космоса, това е подобно на един вид "слънчева спортна фотография": бързи движения и промени, които преди това са били неоткриваеми, стават видими. Освен това, инструментите PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager), SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) и STIX (Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays) предоставят допълнителна информация от различни слоеве и температурни диапазони на Слънцето.

Около 40 минути преди изригването, изображенията от EUI показват тъмна плазмена верига, простираща се дълбоко в короната. Тази сравнително хладна плазмена структура е окачена в горещата корона с милиони градуси чрез силно усукани, дъгообразни линии на магнитното поле. Такава структура съхранява енергия, подобно на спирална пружина. Около 23:47 ч. се случва разрядът: плазмената дъга се издига, светва ярко, развива се експлозивно и заредените частици се ускоряват до скорости от около 40 до 50% от скоростта на светлината.

Магнитна лавина и плазмен дъжд

За изследователите процесите, които протичат в магнитното поле на Слънцето в минутите преди тази експлозия, са още по-вълнуващи. Непосредствено до тъмния плазмен контур се намира деликатна плетеница от дъгообразни, ярки плазмени потоци, уловени в магнитното поле, някои от които се пресичат. Около половин час преди изригването тази структура започва да се дестабилизира: започват първоначалните процеси на повторно свързване, нишките се разкъсват, пренареждат се и светват ярко. Почти всяка секунда се образуват нови плазмени нишки, дестабилизират се и задействат лавина от процеси на повторно свързване – докато големият, тъмен плазмен контур се разкъса и изригването достигне своя връх.

Магнитната лавина в действие: Най-подробният запис до момента на голямо слънчево изригване от космическия апарат Solar Orbiter на ЕКА. Изображенията са публикувани през 2025 г. Изследователите вече са анализирали подробно данните и са открили магнитната лавина: първоначално слаби смущения предизвикват отделни слънчеви изригвания, които бързо увеличават интензитета си – подобно на лавина в планините. Кредит: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team

"Тези минути преди изригването са изключително важни и Solar Orbiter ни даде прозорец точно в подножието на изригването, където започна този лавинов процес", разказва Прадип. "Бяхме изненадани от това как голямото изригване се задвижва от серия от по-малки събития на повторно свързване, които се разпространяват бързо в пространството и времето."

Както впечатляващо показват новите анализи, не цялата енергия се освобождава в космоса по време на изригването. Част от нея се прехвърля в околната плазма, която се изсипва с висока скорост под формата на плазмени петна. Това явление също никога преди не е било наблюдавано толкова подробно в екстремния ултравиолетов спектър, дължината на вълната на радиация, обикновено излъчвана от короналната плазма.

"Наблюденията на Solar Orbiter разкриват централния двигател на изригването и подчертават ключовата роля на лавинообразно механизъм за освобождаване на магнитна енергия. Това проучване е един от най-вълнуващите резултати от Solar Orbiter досега", коментира Мио Жанвие (Miho Janvier), участничка в проекта Solar Orbiter на ЕКА. "Интересна перспектива е дали този механизъм се случва при всички изригвания и при други изригващи звезди", добавя тя.

Справка: L.P. Chitta et al.: A magnetic avalanche as the central engine powering a solar flare, Astronomy & Astrophysics, 21 January, 2026;  https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557253

Източник: Magnetic avalanche on the Sun, Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen

Още по темата

03/01/2026

Земята

Днес Земята е най-близо до Слънцето. Честит перихелий!

21/08/2025

Космос

Слънчевата сонда Паркър потвърждава старите теоретични модели за магнитното присъединяване

13/06/2025

Космос

За първи път виждаме Южния полюс на Слънцето с оплетеното му магнитно поле (видео)

11/06/2025

Земята

Слънцето отприщва чудовищна слънчева буря: Издадено е рядко предупреждение за G4 за Земята