Наблюдения, проводимые посредством 1,6-метрового телескопа Big Bear Solar Observatory (BBSO) в Калифорнии позволили вывести исследования, сфокусированные на структуре и активности Солнца, на качественно новый уровень. Управление телескопом BBSO, который является самым мощным из всех наземных инструментов, предназначенных для изучения Солнца, возложено на New Jersey Institute of Technology (NJIT).
Команда астрономов под руководством Santiago Vargas Domínguez проанализировала наблюдения за ближайшей к Земле звездой, разрешение которых самое высокое среди тех, что проводились ранее. Резюме их работы на BBSO было представлено 2 июня 2014 года на 224-й встрече Американского астрономического общества (American Astronomical Society), проходившей в Бостоне (штат Массачусетс).
Исследователи из NJIT сообщили о возникновении плавучих «маломасштабных канатов» магнитного потока на поверхности Солнца и зарождении мощных плазменных извержений в атмосфере звезды. Наблюдения проводилась в рамках программы, реализуемой совместно с Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), Solar Dynamics Observatory (SDO) и спутником «Hinode».
Солнечная активность влечёт за собой многочисленные процессы, происходящие в самой близкой к Земле звезде. Эти процессы сопряжены с несколькими серьезными последствиями, обусловленными «космической погодой», которая направляет взрывы заряженных частиц и высокоэнергетической радиации в сторону Земли почти со скоростью света.
Магнитное поле, генерируемое в недрах Солнца и поднимающее в конечном итоге на поверхность звезды, создаёт широкий спектр структур, самыми известными из которых являются солнечные пятна. Солнечные пятна могут покрывать достаточно большие участки поверхности Солнца — до нескольких размеров Земли. Время существования таких структур может варьироваться от нескольких дней до недель и даже месяцев. Солнечные вспышки и выбросы корональной массы, неразрывно связанные с солнечными пятнами, особенно интенсивны в период солнечного максимума — период наибольшей активности в 11-летнем цикле.
Некоторые явления могут происходить в «меньших» пространственных масштабах и в течение всего 1 минуты. Считается, что такие события, обусловленные взаимодействием магнитных полей, происходят намного чаще, и, вероятно, несут прямую ответственность за непрерывное нагревание солнечной атмосферы.
Комбинация наземных и космических наблюдений облегчила исследование того, как именно связаны слои солнечной атмосферы, начиная от поверхности до наиболее удалённого слоя — короны. Это предоставило новую важную информацию о солнечной активности и механизмах, управляющих ею. В частности, команда учёных из NJIT Vargas Dominguez обнаружила ранее неизвестные факторы, ответственные за генерацию всплесков плазмы и нагрев солнечной атмосферы.
Серия изображений, полученных в ходе этой работы, позволила сделать запись эволюции солнечной поверхности и атмосферы с 15-секундными интервалами и пространственным разрешением порядка 64 тысяч км на 1 пиксель. Исследователи обнаружили, что солнечные всплески могут быть вызваны плывучими «канатами» магнитного потока, которые на непродолжительное время возникают на поверхности и взаимодействуют с окружающими магнитными полями. 9600-километровый «канат» магнитного потока, за которым проводились наблюдения, возник из недр Солнца и достиг его поверхности, на которой преобладает конвективное движение.
На Солнце конвекция особенно ярко выражена в плазме, температура которой составляет порядка 10000 F. Наша звезда покрыта примерно 4 млн гранул. Область, которая покрыта всего несколькими из таких гранул, является столь же большой как континентальные Соединённые штаты. Когда магнитный канат взаимодействует с процессами грануляции, происходит искажение клеток, и они увеличиваются примерно в 5 раз в сравнении с первоначальными размерами. Исследователи обнаружили, что эффект этого взаимодействия, известного как магнитная пересвязь, локализует нагревание и последующий всплеск, при котором плазма всего за 10 минут «разгоняется до скорости 120 тысяч км/ч.
Это исследование показало, что сложное действие маломасштабных «скрытых» полей на Солнце имеет важное значение для понимания того, как транспортируется энергия солнечной атмосферы. Исследованный процесс может играть существенную роль в изучении солнечного ветра и ближней космической среды Земли.
