Słoneczne rozbłyski to gwałtowne wyrzuty energii magnetycznej z naszej gwiazdy. Te potężniejsze, klasy X, potrafią mieć globalne konsekwencje dla cywilizacji bazującej na technologii. Jednak szczegółowe obserwacje warunków prowadzących do rozbłysku są niezwykle trudne do zrobienia. Instrumenty wysokiej rozdzielczości zazwyczaj skupiają się na aktywnych regionach już produkujących aktywność słoneczną, a śledzenie rozbłysku “na poważnie” często rozpoczyna się dopiero po jego wystąpieniu. To wszystko sprawiało, że początki tych gigantycznych eksplozji pozostawały dla nas zagadką.
Fortunne spojrzenie w głąb Słońca
Sytuacja zmieniła się dzięki niezwykłemu zestawowi danych, zebranemu przed erupcją rozbłysku klasy X9, który miał miejsce 3 października 2024 roku. Region aktywny, który go wyprodukował, wcześniej już wygenerował kilka silnych rozbłysków, co skłoniło naukowców do skierowania na niego wielu obserwatoriów słonecznych. Wśród nich znalazł się należący do NASA satelita Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), zaprojektowany do badania wąskiego wycinka atmosfery słonecznej z niezwykłą precyzją.
Jak się okazało, dzięki temu przypadkowi, badacze uzyskali niemal pięć nieprzerwanych godzin obserwacji przed wybuchem rozbłysku. Otworzyło to bezprecedensowe okno na procesy zachodzące w atmosferze słonecznej na długo przed eksplozją.
Sygnatury z głębi plazmy
Louis Seyfritz, badacz z New Jersey Institute of Technology i główny autor nowego badania, wraz ze swoim zespołem, przeanalizował dane z IRIS, skupiając się na trzech właściwościach plazmy w atmosferze Słońca: jej jasności, jej ruchu w kierunku lub od obserwatora oraz tzw. prędkości nietermicznej, będącej miarą turbulencji i ruchów w małej skali wewnątrz plazmy.
Wyniki były fascynujące: wszystkie trzy właściwości zaczęły wzrastać na około trzy godziny przed erupcją, co sugeruje, że pole magnetyczne Słońca stopniowo stawało się coraz bardziej niestabilne. Co więcej, zespół zaobserwował, że jasność plazmy, jej ruch i turbulencje wzrastały i opadały w regularnych cyklach przed rozbłyskiem. Jeden cykl powtarzał się co 7 do 10 minut, podczas gdy inny pojawiał się co około 18 do 21 minut. Fluktuacje te koncentrowały się w pobliżu granicy, gdzie spotykają się przeciwnie skierowane pola magnetyczne – regionu, w którym naukowcy podejrzewają, że przed rozbłyskami gromadzi się stres magnetyczny.
Na około 15 do 20 minut przed wybuchem, atmosfera Słońca przeszła w bardziej niestabilny stan, z gwałtownym wzrostem turbulencji i wypływem plazmy – zmianami, które mogą odzwierciedlać nagłe uwolnienie energii magnetycznej napędzającej rozbłyski słoneczne.
Seyfritz podkreśla, że żadna pojedyncza miara nie stanowiła definitywnego sygnału ostrzegawczego. To kombinacja rosnącej jasności, zwiększającej się turbulencji i skoordynowanych oscylacji wyróżniła się jako potencjalna prekursorska sygnatura.
Krok ku prognozowaniu burz kosmicznych
Odkrycia, opublikowane w maju w czasopiśmie „Solar Physics”, nie oznaczają, że naukowcy mogą już teraz przewidywać rozbłyski słoneczne z wielogodzinnym wyprzedzeniem. Badanie dotyczyło jednej erupcji, a badacze nie wiedzą jeszcze, czy te same sygnatury pojawiają się konsekwentnie przed innymi wydarzeniami. Odpowiedź na to pytanie będzie wymagała analizy wielu kolejnych rozbłysków – co jest wyzwaniem ze względu na rzadkość odpowiednich obserwacji. Jeśli jednak wzorce te potwierdzą się w większej próbie erupcji, sygnatury te mogłyby stać się częścią przyszłych systemów prognozowania pogody kosmicznej, chroniąc naszą planetę i jej technologie przed niespodziewanymi atakami ze strony naszej gwiazdy.
