|
Стандартная модель солнечных вспышек неверна
|
|
|
|
Солнечные вспышки - это чрезвычайно интенсивные явления, которые происходят в атмосфере Солнца и длятся от нескольких минут до нескольких часов. Согласно стандартной модели вспышек, энергия, которая вызывает эти взрывы, переносится ускоренными электронами, которые устремляются из области магнитного пересоединения в короне в хромосферу.
|
|
|
|
Когда электроны сталкиваются с хромосферной плазмой, они передают свою энергию плазме, которая в результате нагревается и ионизируется. Они также вызывают интенсивное излучение в нескольких диапазонах электромагнитного спектра. Области, в которых накапливается энергия, называются "точками опоры" солнечных вспышек, которые обычно появляются в виде магнитно связанных пар.
|
|
|
|
Недавнее исследование было направлено на проверку достоверности стандартной модели путем сравнения результатов компьютерного моделирования, основанного на этой модели, с данными наблюдений, предоставленными телескопом McMath-Pierce во время вспышки на Солнце SOL2014-09-24T17:50. Исследование было сосредоточено на измерении временных интервалов между инфракрасными излучениями от двух парных хромосферных источников во время вспышки и опубликовано в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества.
|
|
|
|
"Мы обнаружили существенную разницу между данными наблюдений с телескопа и поведением, предсказанным моделью. Согласно данным наблюдений, парные точки опоры выглядели как две очень яркие области хромосферы", - сказал Пауло Хосе де Агиар Симоэнс, первый автор статьи и профессор, связанный с Центром радиоастрономии и астрофизики (CRAAM) в инженерной школе Пресвитерианского университета Маккензи (EE-UPM) в Сан-Паулу, Бразилия.
|
|
|
"Поскольку падающие электроны покинули одну и ту же область короны и двигались по сходным траекториям, согласно модели, два пятна в хромосфере должны были вспыхнуть почти одновременно, но данные наблюдений показали задержку в 0,75 секунды между ними".
|
|
|
|
Задержка в 0,75 секунды может показаться несущественной, но исследователи подсчитали, что максимальная задержка в соответствии с моделью должна составлять 0,42 секунды, учитывая все возможные геометрические конфигурации. Фактическая цифра была почти на 80% выше.
|
|
|
|
"Мы использовали сложную статистическую технику для определения временных интервалов между парами точек опоры и оценили погрешности для этих значений методом Монте-Карло. Кроме того, результаты были проверены с помощью моделирования переноса электронов и радиационно-гидродинамического моделирования", - сказал Симоэнс.
|
|
|
|
"Задействовав все эти ресурсы, мы смогли построить различные сценарии для времени пролета электронов между короной и хромосферой и времени образования инфракрасного излучения. Все сценарии, основанные на моделировании, показали гораздо меньшие временные задержки, чем данные наблюдений".
|
|
|
|
Один из протестированных сценариев касался закручивания по спирали и магнитного захвата электронов в короне.
|
|
|
|
"Используя моделирование переноса электронов, мы исследовали сценарии, которые включали магнитную асимметрию между точками вспышки. Мы ожидали, что задержка во времени проникновения электронов в хромосферу будет пропорциональна разнице в напряженности магнитного поля между опорными точками, что также увеличит разницу в количестве электронов, достигающих хромосферы, из-за эффекта магнитного захвата.
|
|
|
|
"Однако наш анализ данных рентгеновских наблюдений показал, что интенсивности точечных излучений очень похожи, что указывает на одинаковое количество электронов, осажденных в этих областях, и исключает это как причину наблюдаемых временных задержек излучения", - сказал он.
|
|
|
|
Радиационно-гидродинамическое моделирование также показало, что временные рамки ионизации и рекомбинации в хромосфере были слишком малы, чтобы объяснить эти задержки.
|
|
|
|
"Мы смоделировали временную шкалу инфракрасного излучения. Мы рассчитали перенос электронов в хромосферу, распределение энергии электронов и их воздействие на плазму: нагрев, расширение, ионизацию и рекомбинацию атомов водорода и гелия, а также излучение, возникающее в этом месте, которое приводит к высвобождению избыточной энергии", - сказал Симоэнс.
|
|
|
|
"Инфракрасное излучение образуется в результате увеличения электронной плотности в хромосфере из-за ионизации водорода, который изначально находится в нейтральном состоянии в плазме. Моделирование показало, что ионизация и инфракрасное излучение происходят почти мгновенно из-за проникновения ускоренных электронов и, следовательно, не могут объяснить задержку в 0,75 секунды между точечными излучениями."
|
|
|
|
В целом, ни один из процессов, смоделированных в соответствии с этой моделью, не смог объяснить данные наблюдений. Вывод, к которому пришли исследователи, был в какой-то степени очевиден: стандартная модель солнечных вспышек нуждается в переформулировке, как того требует научный метод.
|
|
|
|
"Временная задержка, наблюдаемая между хромосферными источниками, ставит под сомнение стандартную модель переноса энергии электронным пучком. Более длительная задержка предполагает, что могут быть задействованы другие механизмы переноса энергии. Для объяснения наблюдаемой задержки могут потребоваться, среди прочего, такие механизмы, как магнитозвуковые волны или кондуктивный перенос. Эти дополнительные механизмы должны быть приняты во внимание для достижения полного понимания солнечных вспышек", - сказал Симоэнс.
|
|
|
|
Источник
|
