Новости космоса и технологий. » Космос и астрономия » Может ли рябь на Солнце помочь предсказать солнечные вспышки?

Может ли рябь на Солнце помочь предсказать солнечные вспышки?

Опубликовал: Admin, 23-09-2020, 01:01, Космос и астрономия, 89, 0

Может ли рябь на Солнце помочь предсказать солнечные вспышки?

Солнечные вспышки - это сильные взрывы на Солнце, которые выбрасывают заряженные частицы высокой энергии, иногда в сторону Земли, где они нарушают связь и ставят под угрозу спутники и астронавтов.

Но, как обнаружили ученые в 1996 году, вспышки могут также создавать сейсмическую активность - солнечные землетрясения - испускать импульсные акустические волны, проникающие глубоко внутрь Солнца.

Хотя связь между солнечными вспышками и солнечными землетрясениями все еще остается загадкой, новые результаты показывают, что эти «акустические переходные процессы» - и возникающая ими рябь на поверхности - могут многое рассказать нам о вспышках и могут когда-нибудь помочь нам спрогнозировать их размер и силу.

Группа физиков из Соединенных Штатов, Колумбии и Австралии обнаружила, что часть акустической энергии, высвободившейся от вспышки в 2011 году, исходила примерно на 1000 километров ниже поверхности Солнца - фотосферы - и, следовательно, далеко под солнечная вспышка это вызвало землетрясение.

Результаты опубликованы 21 сентября в The Письма в астрофизический журнал , происходит из методика диагностики так называемая гелиосейсмическая голография, введенная в конце 1900-х годов французским ученым Франсуазой Роддье и широко разработанная американскими учеными Чарльзом Линдси и Дугласом Брауном, ныне работающими в NorthWest Research Associates в Боулдере, штат Колорадо, и соавторами статьи.

Гелиосейсмическая голография позволяет ученым анализировать акустические волны, вызванные вспышками, для исследования их источников, так же как сейсмические волны от мегатрясений на Земле позволяют сейсмологам определять местонахождение их эпицентров. Впервые этот метод был применен к акустическим переходным процессам, вызванным вспышками, аспирантом из Румынии Алиной-Каталиной Донеа под руководством Линдси и Брауна. Донеа сейчас учится в университете Монаша в Мельбурне, Австралия.

«Это первая гелиосейсмическая диагностика, специально разработанная для прямого определения глубины восстанавливаемых источников, а также их горизонтального расположения», - сказал Браун.

«Мы не можем видеть внутреннее солнце напрямую. Оно непрозрачно для фотонов, которые показывают нам внешнюю атмосферу Солнца, откуда они могут убежать, чтобы достичь наших телескопов», - сказал соавтор Хуан Камило Буйтраго-Касас из Калифорнийского университета. , Беркли, докторант физики из Колумбии. «Мы можем узнать, что происходит внутри Солнца, с помощью сейсмических волн, которые создают рябь на поверхности Солнца, аналогичную той, которая вызывается землетрясениями на нашей планете. Большой взрыв, например вспышка, может вызвать мощный акустический импульс в Солнце, чью последующую сигнатуру мы можем использовать для детального отображения его источника. Основная идея этой статьи заключается в том, что источник, по крайней мере, некоторой части этого шума находится глубоко под водой. Мы сообщаем о самом глубоком источнике акустических волн, который до сих пор известен в солнце."

Как землетрясения вызывают рябь на поверхности Солнца

Акустические взрывы, вызывающие солнечные землетрясения при некоторых вспышках, излучают акустические волны во всех направлениях, в основном вниз. По мере того как нисходящие волны проходят через регионы с постоянно повышающейся температурой, их пути изгибаются из-за преломления, в конечном итоге возвращаясь к поверхности, где они создают рябь, подобную той, которую можно увидеть после того, как бросили гальку в пруд. Время между взрывом и появлением ряби составляет около 20 минут.

«Таким образом, рябь - это не просто явление на поверхности, это след волн, которые ушли глубоко под активную область, а затем вернулись на удаленную поверхность в последующий час», - сказала Линдси. Анализ поверхностной ряби может точно определить источник взрыва.

«Было широко распространено предположение, что волны, испускаемые акустически активными вспышками, вводятся в недра Солнца сверху. То, что мы находим, является убедительным свидетельством того, что некоторые из источников находятся далеко под фотосферами», - сказал Хуан Карлос Мартинес Оливерос, Исследователь физики Солнца в Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли, уроженец Колумбии. «Кажется, что вспышки являются предвестником или спусковым крючком акустического переходного процесса. Внутри Солнца происходит что-то еще, что генерирует по крайней мере некоторую часть сейсмических волн».

«Используя аналогию из медицины, то, что мы (солнечные физики) делали раньше, похоже на использование рентгеновских лучей для просмотра одного снимка внутренней части Солнца. Теперь мы пытаемся провести компьютерную томографию, чтобы увидеть внутреннюю часть Солнца. в трех измерениях », - добавил Мартинес Оливерос.

Колумбийцы, включая студентов Анхеля Мартинеса и Валерию Кинтеро Ортегу из Национального университета Колумбии в Боготе, являются соавторами статьи ApJ Letters вместе со своим научным руководителем Бенджамином Кальво-Мозо, доцентом астрономии.

«Мы знаем об акустических волнах от вспышек немногим более 20 лет, и с тех пор мы отображали их источники по горизонтали. Но мы только недавно обнаружили, что некоторые из этих источников погружены ниже Солнечной поверхности , - сказала Линдси. «Это может помочь объяснить большую загадку: некоторые из этих Акустических волн Исходят из мест, лишенных локальных поверхностных возмущений, которые мы можем непосредственно видеть в электромагнитном излучении. Мы долгое время задавались вопросом, как это может случиться. "

Сейсмически активное солнце

Более 50 лет астрономы знали, что Солнце отражается сейсмическими волнами, во многом как Земля с ее постоянным гулом сейсмическая активность . Считается, что эта активность, которую можно обнаружить по доплеровскому сдвигу света, исходящего с поверхности, вызвана конвективными штормами, которые образуют лоскутное одеяло из гранул размером с Техас, покрывающих поверхность солнца и постоянно грохочущих.

На фоне этого фонового шума магнитные области могут вызвать сильные взрывы, испускающие волны, которые создают впечатляющую рябь, которая затем появляется на поверхности Солнца в последующий час, как было обнаружено 24 года назад астрономами Валентиной Жарковой и Александром Косовичевым.

По мере того как было обнаружено больше солнечных землетрясений, расцвела сейсмология вспышек, а также появились методы изучения их механики и их возможной связи с архитектурой магнитного потока, лежащего в основе активных областей.

Среди открытых вопросов: какие вспышки вызывают и не вызывают солнечные землетрясения? Могут ли солнечные толчки происходить без вспышки? Почему солнечные землетрясения исходят в основном от краев солнечных пятен или полутени? Вызывают ли самые слабые вспышки землетрясения? Какой нижний предел?

До сих пор большинство солнечных вспышек изучались как единичные, поскольку сильные вспышки, даже во время максимальной солнечной активности, могут происходить только несколько раз в год. Первоначально в центре внимания находились самые крупные вспышки X-класса, классифицируемые по интенсивности излучаемого ими мягкого рентгеновского излучения. Буитраго-Касас, получивший степени бакалавра и магистра в Национальном университете Колумбии, объединился с Линдси и Мартинесом Оливеросом для проведения систематического исследования относительно слабых солнечных вспышек с целью пополнения своей базы данных для лучшего понимания механики землетрясений.

Из 75 вспышек, зафиксированных в период с 2010 по 2015 год спутником RHESSI - рентгеновским спутником НАСА, спроектированным, построенным и эксплуатируемым Лабораторией космических наук и выведенным из эксплуатации в 2018 году, - 18 вызвали солнечные землетрясения. Один из акустических переходных процессов Буитраго-Касаса, выпущенный вспышкой 30 июля 2011 года, привлек внимание студента Мартинеса, ныне аспирант и Кинтеро Ортега.

«Мы передали нашим студентам-сотрудникам в Национальном университете список вспышек из нашего исследования. Они были первыми, кто сказал:« Посмотрите на этот. Он другой! Что здесь произошло? », - сказал Буитраго-Касас. «Итак, мы узнали. Это было супер захватывающе!»

Мартинес и Кинтеро Ортега - первые авторы статьи, описывающей крайнюю импульсивность волн, выпущенных этой вспышкой 30 июля 2011 года, которая появилась в выпуске The от 20 мая 2020 года. Письма в астрофизический журнал . Эти волны имели спектральные компоненты, которые дали исследователям беспрецедентное пространственное разрешение распределения их источников.

Благодаря превосходным данным со спутника NASA Solar Dynamics Observatory, команда смогла точно определить источник взрыва, который вызвал сейсмические волны на 1000 километров ниже фотосферы. Это неглубоко по сравнению с радиусом Солнца почти в 700000 километров, но глубже, чем любой ранее известный акустический источник на Солнце.

Источник, погруженный под фотосферу Солнца, с его собственной морфологией и без заметных возмущений во внешней атмосфере, предполагает, что механизм, который управляет акустическим переходным процессом, сам находится под водой.

«Это может сработать, вызвав компактный взрыв с помощью собственного источника энергии, например, дистанционно вызванное землетрясение», - сказала Линдси. «Вспышка наверху сотрясает что-то под поверхностью, а затем очень компактный блок подводной энергии выделяется в виде акустического звука», - сказал он. «Нет сомнений в том, что замешана вспышка, просто существование этого глубокого компактного источника предполагает возможность отдельного, отличительного, компактного, подводного источника энергии, вызывающего выбросы».

Около половины солнечных вспышек среднего размера, которые каталогизировали Буйтраго-Касас и Мартинес Оливерос, были связаны с солнечными землетрясениями, что показывает, что они обычно происходят вместе. С тех пор команда обнаружила другие подводные источники, связанные с еще более слабыми вспышками.

Открытие подводных акустических источников поднимает вопрос о том, есть ли случаи, когда акустические переходные процессы высвобождаются спонтанно, без поверхностных возмущений, или нет вспышка , вообще.

«Если солнечные землетрясения могут возникать спонтанно на Солнце, это может привести нас к инструменту прогнозирования, если переходный процесс может происходить из-за магнитного потока, который еще не пробил Поверхность Солнца», - сказал Мартинес Оливерос. «Тогда мы могли бы предвидеть неизбежное последующее появление этого магнитного потока. Мы можем даже предсказать некоторые детали о том, насколько большой будет активная область и какой тип - даже, возможно, какие виды вспышек - она ​​может вызвать. Это длинный выстрел, но стоит посмотреть. "


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии