В исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые-солнечники, записавшие эти изображения, впервые в истории точно определили, когда и где взрыв высвободил энергию, которая разогревала извергающуюся плазму до энергии, эквивалентной 1 миллиарду градусов по температуре.
С данными, собранными в микроволновом спектре, они смогли обеспечить количественные измерения развивающейся напряженности магнитного поля непосредственно после воспламенения вспышки и отследить его преобразование в другие формы энергии – кинетическую, тепловую и сверхтепловую – которые приводят в действие взрывчатое вещество вспышки. 5-минутное путешествие по короне.
На сегодняшний день эти изменения магнитного поля короны во время вспышки или другого крупномасштабного извержения были количественно оценены только косвенно, например, путем экстраполяции магнитного поля, измеренного в фотосфере – поверхностном слое Солнца, видимом белым цветом. свет. Эти экстраполяции не позволяют точно измерить динамические локальные изменения магнитного поля в определенных местах и на временных масштабах, достаточно коротких, чтобы охарактеризовать выделение энергии вспышкой.
«Мы смогли точно определить наиболее критическое место выброса магнитной энергии в короне», – сказал Грегори Флейшман, выдающийся профессор физики в Центре солнечно-земных исследований NJIT и автор статьи. «Это первые изображения, которые фиксируют микрофизику вспышки – подробную цепочку процессов, происходящих в небольших пространственных и временных масштабах, которые позволяют преобразовывать энергию."
Измеряя уменьшение магнитной энергии и одновременную напряженность электрического поля в регионе, они могут показать, что эти два соответствия закону сохранения энергии, таким образом, способны количественно оценить ускорение частиц, вызывающих солнечную вспышку, включая связанное с этим извержение и нагрев плазмы.
Эти фундаментальные процессы аналогичны тем, которые происходят в самых мощных астрофизических источниках, включая гамма-всплески, а также в лабораторных экспериментах, представляющих интерес как для фундаментальных исследований, так и для получения практической термоядерной энергии.
Благодаря 13 антеннам, работающим вместе, EOVSA делает снимки на сотнях частот в диапазоне 1–18 ГГц, включая оптические, ультрафиолетовые, рентгеновские и радиоволны, в течение секунды.
Эта улучшенная способность вглядываться в механику вспышек открывает новые возможности для исследования самых мощных извержений в нашей Солнечной системе, которые возникают в результате пересоединения силовых линий магнитного поля на поверхности Солнца и питаются за счет накопленной энергии в его короне.
«Микроволновое излучение – единственный механизм, который чувствителен к среде коронального магнитного поля, поэтому уникальные микроволновые спектральные наблюдения EOVSA с высокой частотой кадров являются ключом к открытию быстрых изменений магнитного поля», – отметил Дейл Гэри, выдающийся специалист. профессор физики в NJIT, директор EOVSA и соавтор статьи. "Измерение возможно, потому что высокоэнергетические электроны, движущиеся в корональном магнитном поле, в основном излучают свое магниточувствительное излучение в микроволновом диапазоне."
До наблюдений EOVSA не было возможности увидеть обширную область космоса, в которой частицы высоких энергий ускоряются, а затем становятся доступными для дальнейшего ускорения мощными ударными волнами, вызванными вспышечным извержением, которые, если они будут направлены на Землю, могут разрушить космический корабль и поставить под угрозу космонавтов.
«Связь ускоренных со вспышкой частиц с частицами, ускоренными ударными волнами, является важной частью нашего понимания того, какие события являются благоприятными, а какие представляют серьезную угрозу», – сказал Гэри.
Спустя чуть более двух лет после начала работы расширенного массива он автоматически генерирует микроволновые изображения Солнца и делает их доступными для научного сообщества на повседневной основе. Поскольку солнечная активность увеличивается в течение 11-летнего солнечного цикла, они будут использоваться для получения первых ежедневных корональных магнитограмм, карт напряженности магнитного поля на высоте 1500 миль над поверхностью Солнца.