Новое исследование, опубликованное 3 сентября 2025 года в The Astrophysical Journal Letters, предлагает революционное объяснение интенсивности солнечных вспышек. Ученые из Университета Сент-Эндрюс установили, что частицы, участвующие в этих явлениях, могут быть в 6,5 раз горячее, чем предполагалось ранее. Это открытие разрешает почти пятидесятилетнюю астрофизическую загадку и меняет наше понимание процессов на Солнце.
Солнечные вспышки — это внезапные и мощные выбросы энергии из внешней атмосферы Солнца, способные разогревать плазму до температур свыше 10 миллионов градусов Цельсия. Увеличение рентгеновского излучения и радиации во время вспышек представляет опасность для космических аппаратов, астронавтов и влияет на верхние слои земной атмосферы.
Исследование фокусируется на нагреве солнечной плазмы, состоящей из ионов и электронов. Новые данные показывают, что ионы, положительно заряженные частицы, могут достигать температур свыше 60 миллионов градусов Цельсия. Ключевым фактором является процесс магнитного пересоединения, при котором линии магнитного поля Солнца переплетаются, высвобождая энергию и нагревая ионы значительно сильнее электронов.
Доктор Александр Рассел, старший преподаватель солнечной теории в Школе математики и статистики, возглавлявший исследование, отметил, что этот принцип ранее подтверждался в космических средах и компьютерных моделях, но его связь с солнечными вспышками не была установлена. Исторически считалось, что ионы и электроны в солнечных вспышках имеют одинаковую температуру.
Пересчет данных с использованием современных методов показал, что значительные различия в температурах могут сохраняться в течение десятков минут в ключевых областях вспышек, открывая возможность для изучения «сверхгорячих» ионов. Это новое понимание хорошо согласуется с шириной спектральных линий солнечных вспышек, которая с 1970-х годов ставила ученых в тупик.
Ранее более широкие, чем предсказывали модели, рентгеновские и ультрафиолетовые спектральные линии объяснялись турбулентностью, но убедительных доказательств не хватало. Теперь исследователи полагают, что высокая температура ионов является основным фактором, объясняющим эту особенность спектров. Это открытие может привести к пересмотру существующих моделей солнечных вспышек, включая использование многожидкостных или двухтемпературных моделей.
Влияние солнечной активности на Землю остается предметом пристального внимания. Солнечные вспышки и выбросы корональной массы могут вызывать геомагнитные бури, влияющие на спутники, системы связи и электросети. Более точное понимание механизмов нагрева частиц во время вспышек поможет лучше прогнозировать и смягчать потенциальные последствия для планеты и технологий.