Przełomowe badania wyjaśniają, jak powstają rozbłyski słoneczne

Aby wyzwolić energię równą rozbłyskowi słonecznemu musielibyśmy doprowadzić do jednoczesnej detonacji stu miliardów bomb atomowych. Naukowcy – aż do teraz – nie byli jednak w stanie wyjaśnić, w jakich okolicznościach występują te zjawiska.

Zmiana sytuacji była możliwa dzięki autorom nowej publikacji dostępnej w Nature, przedstawicielom New Jersey Institute of Technology. Ustalili oni dokładne miejsce, w którym naładowane cząstki pochodzące z rozbłysków słonecznych ulegają przyspieszeniu do prędkości bliskiej prędkości światła.

Czytaj też: Gwiazda neutronowa uprawia kanibalizm. Astronomowie natrafili na dowody dotyczące tego zjawiska

Autorzy badań w tej sprawie prowadzili obserwacje rozbłysku słonecznego klasy X z 2017 roku. Wykorzystali w tym celu radioteleskop EOVSA, który doprowadził do identyfikacji niezwykle wydajnego akceleratora cząstek znajdującego się w zewnętrznej atmosferze Słońca. W obszarze tym plazma otaczająca eksplozję jest przekształcana w wysokoenergetyczne elektrony. Co ciekawe, jego objętość jest niemal dwukrotnie większa od objętości Ziemi.

Jak wyjaśnia jeden z autorów badania, Gregory Fleishman, rozbłysk uwalnia swoją moc w znacznie większym obszarze Słońca, niż sugerowałyby klasyczne modele dotyczące tego zjawiska. Takie pogłoski pojawiały się już wcześniej, ale dopiero teraz udało się zidentyfikować konkretny rozmiar, kształt i położenie tego kluczowego regionu. Poza tym Fleishman i jego współpracownicy byli w stanie zmierzyć wydajność konwersji energii na przyspieszenie cząstek wewnątrz rozbłysku.

Rozbłyski słoneczne powstają w regionie, który jest znacznie obszerniejszy niż sądzono

Dzięki możliwościom, jakie zapewnia obrazowanie mikrofalowe EOVSA, zespół badawczy mógł zmierzyć widmo energetyczne elektronów w setkach punktów rozbłysku słonecznego klasy X. Ten został wywołany rekonfiguracją linii pola magnetycznego wzdłuż powierzchni Słońca i nastąpił 10 września 2017 roku. Powstała swego rodzaju mapa rozbłysku ukazująca jego ewolucję sekunda po sekundzie. Naukowcy zwrócili uwagę na zaskakującą dziurę w tej mapie, która pojawiła się w punkcie kulminacyjnym rozbłysku. Jakby tego było mało, kiedy cząstki termiczne w tym obszarze zniknęły, dziura została gęsto wypełniona nietermicznymi cząstkami wysokoenergetycznymi.

Czytaj też: NASA sfotografowała rozbłysk słoneczny. Zobaczcie najnowsze zdjęcie

W toku analiz okazało się, iż w czasie rozbłysku słonecznego zachodzi wydajny proces konwersji energii w akceleratorze cząstek. Wtedy to intensywna energia z pól magnetycznych naszej gwiazdy zostaje szybko uwolniona i przekazana do energii kinetycznej wewnątrz tego obszaru. Jak dodaje Dale Gary z NJIT, ważnym aspektem nowych badań jest to, że odnoszą się one do konkretnego miejsca, w którym zachodzi większa część procesu uwalniania energii i przyspieszania cząstek. Dostarczają też pomiarów ilościowych, które mogą być wykorzystane w modelach numerycznych. Dalszy postęp w badaniach powinien nastąpić dzięki nachodzącemu radioteleskopowi znanemu jako Frequency Agile Solar Radiotelescope.