Nowe obserwacje z misji Solar Orbiter Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) ujawniły, że rozbłyski słoneczne, czyli potężne wybuchy energii ze Słońca, są spowodowane kaskadowymi lawinami magnetycznymi. Odkrycie zapewnia niespotykaną dotąd jasność co do tego, w jaki sposób nasza gwiazda uwalnia energię w postaci wysokoenergetycznego promieniowania, w tym światła ultrafioletowego i promieni rentgenowskich. Wyniki badania opublikowano wraz ze szczegółowymi danymi obserwacyjnymi ze średniej wielkości rozbłysku zarejestrowanego 30 września 2024 roku.
Zagrożenie dla Ziemi
Rozbłyski słoneczne mogą powodować koronalne wyrzuty masy (CME), czyli ogromne strumienie plazmy wyrzucane z korony słonecznej. Jeśli te CME przekroczą orbitę Ziemi, mogą wywołać burze geomagnetyczne, które zakłócają działanie satelitów, uszkadzają sieci energetyczne i zakłócają systemy komunikacyjne. Chociaż takie zdarzenia są rzadkie, potencjał rozległych zniszczeń sprawia, że zrozumienie początków epidemii ma kluczowe znaczenie dla możliwości przewidywania.
Jak działają rozbłyski słoneczne: proces krok po kroku
Należąca do ESA sonda Solar Orbiter z niezwykłą szczegółowością obserwowała powstawanie rozbłysku średniej mocy. Proces trwał ponad 40 minut i zaczynał się od niewielkich niestabilności magnetycznych, które szybko narastały. Naukowcy zaobserwowali, jak magnetyczne linie siły stają się coraz bardziej napięte i pękają, uwalniając energię w reakcji łańcuchowej podobnej do lawiny na zboczu góry.
W szczególności instrumenty Solar Orbiter zarejestrowały następujące kluczowe etapy:
- Niestabilność magnetyczna: Łukowe włókno pól magnetycznych zaczęło tracić stabilność, linie sił zostały rozdarte i ponownie połączone.
- Uruchom lawinę: Te początkowe zdarzenia ponownego połączenia spowodowały kaskadę coraz potężniejszych emisji, które pojawiały się jako błyski światła.
- Oderwanie się włókna: Włókno zostało oddzielone od miejsca mocowania na Słońcu pod wpływem wiatru słonecznego.
- Kulminacja Błysku: Kaskada zakończyła się umiarkowanie silnym błyskiem, podczas którego poziom promieniowania rentgenowskiego dramatycznie wzrósł, a naładowane cząstki przyspieszyły do prawie połowy prędkości światła.
- Chłodzenie po rozbłysku: Po osiągnięciu energii szczytowej obszar magnetyczny rozluźnił się, plazma ostygła i emisja cząstek ustała.
Dlaczego to ma znaczenie: udoskonalanie prognozowania epidemii
Zespół badawczy ze zdziwieniem odkrył, że duży rozbłysk może być spowodowany serią mniejszych zdarzeń ponownego połączenia. Badanie sugeruje, że nie wszystkie rozbłyski są wynikiem pojedynczej potężnej erupcji, ale raczej kulminacją tych kaskadowych zaburzeń.
„Te minuty przed rozbłyskiem są niezwykle ważne, a Solar Orbiter dał nam wgląd w podstawę rozbłysku, w którym rozpoczął się proces lawinowy” – powiedział Pradeep Chitta, główny badacz.
Poza naszym słońcem: implikacje dla fizyki gwiazd
Model lawinowy proponowano już wcześniej w celu wyjaśnienia zbiorowego zachowania wielu rozbłysków, ale po raz pierwszy zaobserwowano go w ramach pojedynczego zdarzenia z taką wyrazistością. Odkrycie to rodzi nowe pytania: czy wszystkie rozbłyski słoneczne zachowują się w ten sposób? A jeśli tak, czy ten sam mechanizm dotyczy rozbłysków na innych gwiazdach, zwłaszcza na czerwonych karłach, które znane są z częstych i potężnych rozbłysków?
Obserwacje wykonane przez ESA za pomocą sondy Solar Orbiter stanowią ważny krok naprzód w zrozumieniu działania rozbłysków. Konieczne będą dalsze badania, aby ustalić, czy model lawiny jest uniwersalny, ale odkrycie już zmieniło sposób, w jaki naukowcy patrzą na najbardziej energetyczne zdarzenia na Słońcu.
Wyniki podkreślają znaczenie ciągłych obserwacji Słońca dla poprawy prognozowania pogody kosmicznej i ochrony infrastruktury krytycznej przed szkodliwym wpływem rozbłysków słonecznych.
