Исследования Солнца становятся всё более захватывающими благодаря современным космическим аппаратам и высоким научным амбициям. Solar Orbiter, предоставляющий уникальные данные о солнечной активности с расстояния 42 миллионов километров, позволяет астрономам открывать ранее неведомые аспекты солнечных процессов и получать новые знания о солнечных энергичных электронах (SEE).
Solar Orbiter: передовой наблюдатель солнечной активности
Solar Orbiter можно назвать космической лабораторией, упорно приближающейся к звезде нашей системы ближе, чем это когда-либо делали другие миссии, за исключением только самой ближней точки орбиты Меркурия. Такой близкий подход дает уникальную возможность видеть события на Солнце максимально подробно. Благодаря совместной работе учёных из разных стран удалось получить ценные сведения о влиянии активности Солнца на окружающее пространство.
События, такие как вспышки и выбросы корональной массы, создают потоки заряженных частиц. Особенный интерес вызывают быстрые солнечные электроны с энергией от киловольт до мегаэлектронвольт, способные представлять угрозу космическим аппаратам и даже будущим миссиям к другим планетам.
Опасные потоки электронов: импульсивные и продолжительные выбросы
Излучения Солнца, содержащие SEE, стремительно разносятся по гелиосфере, нередко представляя опасность для орбитальных спутников. Эксперты делят эти выбросы на два основных типа по длительности: импульсивные, вызванные небольшими и кратковременными вспышками, и продолжительные – результат более масштабных вспышек и крупных выбросов корональной массы. Такое деление важно для лучшего понимания природы солнечных катаклизмов и разработки соответствующих мер безопасности.
Недавний анализ от международного коллектива астрономов, в котором принимали участие Александр Вармут и Лаура Родригез-Гарсия, позволил систематизировать целых 303 отдельных события с участием солнечных энергичных электронов, зарегистрированных аппаратом Solar Orbiter с ноября 2020 по декабрь 2022 года. Все эти наблюдения доступны в открытом каталоге для новых исследований.
Вклад Александра Вармут и Лауры Родригез-Гарсия
Ведущий исследователь Александр Вармут отметил, что анализ выявил отчетливое разграничение между двумя видами событий: “Импульсивные выбросы происходят, когда электронные потоки резко вырываются с поверхности Солнца вместе с солнечными вспышками, тогда как при продолжительных выбросах — благодаря массивным выбросам корональной массы — наблюдается поступление электронов в течение долгого времени.”
Лаура Родригез-Гарсия добавила, что у импульсивных выбросов обнаруживается признак задержки между собственно событием на Солнце и моментом регистрации электронов автоматикой Solar Orbiter. Эти задержки иногда достигают нескольких часов и объясняются тем, как электроны преодолевают турбулентность в космосе, отклоняясь от прямых траекторий под воздействием магнитных полей и неоднородностей солнечного ветра. Чем дальше аппарат от источника событий, тем больше проявляется этот эффект.
Рост солнечной активности и значимый каталог SEE
Каталог, в который вошли сотни случаев выбросов SEE, пополняется по мере поступления новых данных. За время, охваченное исследованием, количество зарегистрированных событий увеличивалось, что связано с нарастанием солнечной активности в данном цикле. Интересно, что чаще всего выбросы фиксировались в моменты, когда Solar Orbiter находился дальше всего от Солнца — этот феномен объясняется особенностями движения аппарата по вытянутой эллиптической орбите. В среднем учёные фиксировали около 0,3 выброса SEE в сутки, что оказалось весьма значимой статистикой для построения моделей космической погоды.
Впервые в столь единой базе собраны сведения о различных типах электронных потоков и их связи с разнообразными солнечными явлениями — от рентгеновских и ультрафиолетовых вспышек до гигантских выбросов массы из короны Солнца. Эти данные открывают новые возможности для прогнозирования опасных для техники и пилотируемых миссий событий.
Будущее солнечных исследований: TRACERS, СМАЙЛ и Vigil
Ближайшие годы обещают быть крайне продуктивными для изучения влияния солнечной активности на Землю. Сразу три новых космических проекта начнут работу в ближайшее десятилетие:
TRACERS — это пара спутников, которые начнут изучение подробных процессов взаимодействия солнечных частиц с магнитосферой нашей планеты уже в июле 2025 года.
СМАЙЛ (SMILE) — совместный проект европейских и китайских специалистов, предназначен для анализа процессов, происходящих на границе магнитосферы Земли под воздействием солнечного ветра. Аппарат будет совершать эллиптический полет, удаляясь на высоту до 121 тысячи километров, позволяя наблюдать плазменные взаимодействия на новых масштабах. Старт запланирован на 2026 год.
Vigil — миссия, которая отправится в уникальную точку Лагранжа L5, чтобы наблюдать за “невидимой” частью солнечной поверхности. Это даст человечеству преимущество заблаговременного выявления образования потенциально опасных солнечных явлений за четыре-пять дней до их приближения к Земле. Vigil станет важнейшим инструментом для точного и своевременного прогнозирования космической погоды. Запуск назначен на 2031 год.
Такая инновационная “когорта” спутников существенно дополнит знания, получаемые от Solar Orbiter, и поможет объединить локальные данные о солнечной погоде в масштабную и детализированную картину процессов в нашей системе.
Оптимистичный взгляд в будущее космической науки
Оценка рисков, связанных с солнечными вспышками и потоками электронов, становится одним из приоритетных направлений космической науки. Благодаря слаженной работе международных команд, постоянному развитию техники и запуску новых миссий человечество может рассчитывать на создание ещё более эффективных инструментов для защиты спутников и астронавтов, а также для своевременных предупредительных мер на Земле.
Будущие исследования, в которых важную роль играют Solar Orbiter, Александер Вармут, Лаура Родригез-Гарсия и коллеги, а также новые миссии TRACERS, СМАЙЛ и Vigil, обещают раскрыть до конца природу SEE и других солнечных явлений, поставив безопасность и развитие космической инфраструктуры на новый уровень. Уже сегодня можно уверенно сказать: благодаря этому энтузиазму и современным технологиям, изучение Солнца войдёт в период нового расцвета.
Мы используем файлы cookie, чтобы сделать использование нашего сайта максимально удобным. Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с их применением.
