Новое исследование Университета Сент-Эндрюса показало, что температура частиц в солнечных вспышках в 6,5 раза выше, чем предполагалось ранее. Это исследование дает неожиданный ответ на загадку нашей ближайшей звезды в течение 50 лет.

Солнечная вспышка относится к внезапному выделению огромного количества энергии из внешней атмосферы Солнца, в результате чего температура в некоторых его областях превышает 10 миллионов градусов по Фаренгейту (около 10 миллионов градусов по Цельсию). Эти резкие события могут значительно увеличить количество солнечных рентгеновских лучей и радиации, достигающих Земли, создавая угрозу для космических кораблей и астронавтов, а также влияя на верхние слои атмосферы Земли.

В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters, рассматриваются доказательства того, как вспышки нагревают солнечную плазму более чем до 10 миллионов градусов (около 10 миллионов градусов по Цельсию). Солнечная плазма состоит из ионов и электронов. Новое исследование предполагает, что температура ионов солнечных вспышек (положительно заряженных частиц, которые составляют половину плазмы) может достигать более 60 миллионов градусов.

Глядя на данные из других областей исследований, команда во главе с доктором Александром Расселом, старшим преподавателем теории Солнца в Школе математики и статистики, поняла, что солнечные вспышки, скорее всего, нагревают ионы сильнее, чем электроны.

"Мы взволнованы недавним открытием о том, что процесс магнитного повторного соединения нагревает ионы в 6,5 раза больше, чем электроны. Это, похоже, универсальный закон и подтвержден в околоземном пространстве, солнечном ветре и компьютерном моделировании. Однако ранее никто не связывал исследования в этих областях с солнечными вспышками", — говорит доктор Рассел.

"Солнечная физика исторически предполагала, что ионы и электроны должны иметь одинаковую температуру. Однако, пересчитав с помощью современных данных, мы обнаружили, что на важных частях солнечных вспышек разница температур между ионами и электронами может длиться до десятков минут, что впервые открывает путь к рассмотрению гипертермионов".

«Что еще более важно, новая температура ионов хорошо совпадает с шириной спектральных линий вспышки и потенциально может решить почти полувековую загадку астрофизики».

С 1970-х годов возникает вопрос, почему спектральные линии вспышек (яркое усиление определенного «цвета» солнечного излучения в экстремальном ультрафиолетовом и рентгеновском излучениях) шире, чем ожидалось. Исторически считалось, что это можно отнести только к турбулентному движению, но это объяснение оказалось под давлением, поскольку ученые пытались определить природу турбулентности.

После почти 50 лет новое исследование выступает за сдвиг парадигмы, когда температура ионов может внести огромный вклад в объяснение загадочной ширины линий спектра солнечных вспышек.