За първи път зрелищно сияние на Слънцето, подобно на земните полярни сияния

Учени са открили подобно на полярно сияние излъчване в атмосферата на Слънцето.

На височина от около 40 000 километра над нарастващо слънчево петно в слънчевата фотосфера, екип от астрономи от Технологичния институт в Ню Джърси, регистрира невиждан досега тип трайна радиоемисия.

Слънцето излъчва всякакъв вид радиация, но това според екипа на Ю повече от всичко прилича на полярно сияние.

"Открихме особен тип дълготрайни поляризирани радиоемисии, излъчвани от слънчево петно, продължаващи повече от седмица", разказва Съдзие Ю (Sijie Yu), ръководителка на екипа, открил сиянието.

"Това е доста различно от типичните, преходни слънчеви радио изблици, които обикновено продължават минути или часове. Това е вълнуващо откритие, което има потенциала да промени нашето разбиране за звездните магнитни процеси", обяснява тя.

Светещите, вълнообразни полярни сияния са една от най-зрелищните гледки на Земята, но те далеч не са уникални за нашата родна планета, дори ако формата им варира значително. Полярни сияния са открити на всяка една голяма планета в Слънчевата система и дори на четирите най-големи луни на Юпитер.

Близък план на слънчево петно, изобразено от слънчевия телескоп Inouye. Изображението показва регион с диаметър приблизително 30 000 километра. Кредит: NSF/AURA/NSO

Полярните сияния се образуват, когато слънчевите частици се уловят в линиите на магнитното поле, които действат като ускорители, усилващи енергията на частиците, преди да ги отложат, обикновено в атмосфера, където взаимодействат с атомите и молекулите в нея, за да произведат сияние. Тук, на Земята, можем да видим това сияние, танцуващо в небето, дори в България, както се случи наскоро.

Но видимата светлина е само част от емисионния спектър на полярното сияние. Има и радиокомпонент. И въпреки че Слънцето излъчва много радиоизлъчвания чрез други процеси, включително изблици на радиоактивност, емисията, която се носи над слънчевото петно, е подобна по профил на полярните сияния, но в радиовълни.

Това има очарователен смисъл. Слънчевите петна са временни по-тъмни, по-хладни региони на повърхността на Слънцето – неговата фотосфера – които се причиняват от региони с необичайно мощни магнитни полета, които ограничават слънчевата плазма. И никъде в Слънчевата система няма толкова надупчена от слънчеви частици място, колкото самото Слънце.

Така че е логично ускоряването на магнитното поле на слънчевите частици да се осъществи там – само много, много по-мощно, отколкото на Земята, поради много по-мощните слънчеви магнитни полета.

Анализът на екипа "предполага, че [емисиите] се дължат на емисиите на електрон-циклотронен мазер (ECM), включващи енергийни електрони, уловени в конвергентни геометрии на магнитно поле", обяснява Съдзие Ю.

"По-хладните и интензивно магнитни зони на слънчевите петна осигуряват благоприятна среда за възникване на емисиите на ECM, провеждайки паралели с магнитните полярни шапки на планети и други звезди и потенциално предоставяйки локален слънчев аналог за изследване на тези явления", коментира Съдзие Ю.

Схема, илюстрираща как се генерират авроралните радиоизлъчвания на слънчевите петна. Кредит: Yu et al., Nat. Astron., 2023

Всъщност не е нечувано звезда да излъчва аврорални радиосигнали. Преди няколко години екип от учени идентифицира редица звезди, излъчващи нехарактерни радиовълни, които се свързват с наличието на екзопланета в тясна орбита, чиято атмосфера се влива в звездата, за да генерира аврорално излъчване.

Планетите на Слънчевата система са твърде далеч от Слънцето, за да осигурят подобен ефект, но ние сме достатъчно близо до Слънцето, за да видим по-слаби емисии от типа на полярното сияние, които бихме пропуснали в далечна звезда.

Изследователите смятат, че активността на изригванията в райони недалеч от слънчевото петно ​​инжектира енергийни електрони в контурите на магнитното поле, вкоренени в слънчевото петно, захранвайки това, което изследователите наричат ​​"радио сияние на слънчевите петна". Това е едно от най-ясните доказателства досега за включените механизми, което предполага нови начини за изследване на звездната магнитна активност и поведението на звездните петна върху далечни звезди.

Екипът планира да проучи архивни данни, за да види дали могат да намерят доказателства за полярното сияние в предишни изблици на слънчева активност.

"Започваме да редим загадката за това, как енергийните частици и магнитните полета си взаимодействат в система с наличието на дълготрайни звездни петна", разказва слънчевият физик Сураджит Мондал () от Технологичния институт в Ню Джърси, "не само самото Слънце, но и на звезди далеч отвъд нашата Слънчева система."

Справка: Yu, S., Chen, B., Sharma, R. et al. Detection of long-lasting aurora-like radio emission above a sunspot. Nat Astron (2023). https://doi.org/10.1038/s41550-023-02122-6 

Източник: In a Spectacular First, Scientists Detect an Aurora-Like Emission on The Sun, ScienceАlert

Още по темата

06/11/2023

Земята

Какво предизвика необичайното червено полярно сияние над България

19/04/2023

Космос

Ледените пръстени на Сатурн вероятно нагряват атмосферата му, придавайки й ултравиолетово сияние

09/12/2022

Космос

„Призрачното сияние“ в Слънчевата система е нова част от за структурата й

03/05/2022

Космос

Сондата „Ал Амал“ откри на Марс нов тип трудно обяснимо полярно сияние