На Солнце обнаружено радиоизлучение, похожее на планетарные полярные сияния

Ученые обнаружили радиовсплески, похожие на полярные сияния, над большим темным солнечным пятном, которое видно слева вверху на этом снимке Солнца, сделанном 11 апреля 2016 года Обсерваторией солнечной динамики НАСА. Полярные сияния, возникающие в планетарных магнитосферах, обычно характеризуются интенсивным, сильно поляризованным радиоизлучением. Подобные выбросы уже наблюдались у магнитоактивных звезд малой массы, а также у коричневых карликов […]

Ученые обнаружили радиовсплески, похожие на полярные сияния, над большим темным солнечным пятном, которое видно слева вверху на этом снимке Солнца, сделанном 11 апреля 2016 года Обсерваторией солнечной динамики НАСА.

Полярные сияния, возникающие в планетарных магнитосферах, обычно характеризуются интенсивным, сильно поляризованным радиоизлучением. Подобные выбросы уже наблюдались у магнитоактивных звезд малой массы, а также у коричневых карликов (у которых никогда не начинались реакции ядерного синтеза), но никогда на Солнце.

Теперь исследовательская группа обнаружила на Солнце долговременное радиоизлучение, ширина полосы и другие характеристики которого аналогичны радиоизлучению полярных сияний. В частности, выбросы, исходящие от Солнца, оказались на два-три порядка слабее тех, которые уже наблюдались у других звезд.

Анализ с пространственным, спектральным и временным разрешением предполагает, что источник расположен над солнечным пятном, где присутствует сильное сходящееся магнитное поле. Эти результаты предлагают новое понимание происхождения этих интенсивных солнечных радиовсплесков и могут дать альтернативное объяснение радиоизлучению, подобному полярным сияниям, на других звездах с большими пятнами.

Особые радиовспышки на Солнце

Исследуемые радиоизлучения были обнаружены на высоте около 40 000 км над солнечным пятном — относительно холодной областью Солнца с очень активным магнитным полем. Подобные радиовспышки ранее наблюдались только на планетах и небольших звездах.

Розово-фиолетовые полосы на этой иллюстрации представляют собой радиоизлучение. Более высокочастотные радиосигналы показаны розовым цветом и находятся ближе к солнечному пятну, более низкочастотные — фиолетовым. Тонкие линии представляют собой линии магнитного поля над солнечным пятном.

«Это странное радиоизлучение над солнечными пятнами — первое обнаружение такого рода«, — говорит Сицзе Ю, ведущий автор исследования. «Солнце часто излучает короткие радиовспышки, которые длятся минуты или часы. Источник, обнаруженный командой с помощью Очень большого массива Карла Г. Янски в Нью-Мексико, длился более недели«.

Радиовспышки от солнечных пятен имеют и другие довольно своеобразные характеристики. Их спектры и поляризация гораздо больше похожи на радиоизлучение, возникающее в полярных областях Земли и других планет с полярными сияниями.

На Земле и других планетах, таких как Юпитер и Сатурн, полярные сияния образуются, когда солнечные частицы, захваченные магнитным полем планеты, притягиваются к полюсам, где линии поля сходятся. Разгоняясь к полюсам, частицы генерируют интенсивное радиоизлучение на частотах в несколько сотен килогерц.

Происхождение радиоизлучения

Проведенный командой анализ позволяет предположить, что радиовспышки над наблюдаемым солнечным пятном, вероятно, возникают так же, как и земные полярные сияния. Электроны задерживаются и ускоряются при слиянии магнитных полей над солнечным пятном, испуская наблюдаемые волны.

Однако в отличие от земных полярных сияний, радиоизлучение над солнечными пятнами имеет гораздо более высокую частоту — от сотен тысяч килогерц до примерно 1 миллиона килогерц. Это легко объясняется тем, что магнитное поле солнечных пятен в тысячи раз сильнее, чем у Земли.

Подобное радиоизлучение ранее наблюдалось у некоторых типов звезд малой массы. Это открытие позволяет предположить, что они могут исходить от крупных звездных пятен. «Это открытие нас очень волнует, поскольку оно бросает вызов существующим знаниям о солнечных радиоявлениях. Оно открывает новые возможности для изучения магнитной активности как на нашем Солнце, так и в далеких звездных системах«, — говорит Ю.

Исследования продолжаются

Натчимутхук Гопалсвами, гелиофизик и исследователь солнечного радиоизлучения из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда, объясняет, что растущее число специальных гелиофизических миссий НАСА особенно хорошо подходит для продолжения изучения областей-источников этих радиовспышек.

Например, Обсерватория солнечной динамики постоянно следит за активными областями Солнца, которые, вероятно, и порождают это явление.

В то же время команда Сицзе Ю планирует повторно изучить другие солнечные радиоизлучения, чтобы выявить другие, схожие с полярными сияниями.

С исследованием, опубликованным в журнале Nature Astronomy, можно ознакомиться здесь.