Солнечный шторм ускорился вместо того, чтобы затормозить — и учёные наконец поняли почему

Учёные несколько лет разбирались, что произошло. Ответ оказался неожиданным: внутри шторма работал собственный скрытый двигатель.

Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.

Детали

Солнечные выбросы — это не просто вспышки света. Это колоссальные облака намагниченного газа, которые Солнце периодически выстреливает в космос. Они несут миллиарды тонн вещества и закрученные магнитные поля. Именно такие выбросы вызывают магнитные бури на Земле — те самые, которые нарушают работу спутников и могут выводить из строя энергосети.

Обычно физики описывают движение таких выбросов просто: быстрый шторм тормозит, медленный разгоняется, пока оба не сравняются со скоростью солнечного ветра вокруг. Как пробка в воде — рано или поздно она плывёт в общем потоке.

Выброс 2021 года эту схему сломал. Два аппарата — Solar Orbiter и Wind — поймали его на разных расстояниях от Солнца и зафиксировали: между двумя точками наблюдения шторм не замедлился, а прибавил в скорости. Никакие стандартные модели не могли этого объяснить. В одну из них исследователям даже пришлось вручную добавить загадочную «дополнительную силу» — просто чтобы результаты сошлись.

Разгадка пришла, когда учёные заглянули внутрь самого шторма. Выброс представлял собой так называемый магнитный жгут — тугой клубок закрученных магнитных полей. Пока шторм летел через космос, этот клубок начал разматываться и рваться. Организованная структура разрушалась, превращаясь в хаотичную турбулентность.

И вот здесь произошло неожиданное. Обычно турбулентность нагревает газ — энергия хаоса переходит в тепло. Но в этом выбросе плазма, наоборот, остывала быстрее, чем должна была. Это значило, что энергия уходила куда-то ещё. Учёные выяснили куда: турбулентность давила на облако изнутри и толкала его вперёд. Шторм буквально разгонял себя сам — за счёт собственного внутреннего распада.

Почему это важно

До сих пор модели космической погоды смотрели на солнечный выброс снаружи — как на облако, которое просто дрейфует в солнечном ветре. Это исследование показывает: внутри шторма может идти совсем другая жизнь, и она влияет на то, когда и с какой силой выброс достигнет Земли.

Это важно практически. Солнечные бури способны повреждать спутники, сбивать GPS, создавать помехи в радиосвязи и в экстремальных случаях — перегружать электросети. Чем точнее прогноз, тем больше времени у операторов, чтобы защитить оборудование и предупредить астронавтов на орбите.

Пока речь идёт об одном событии, и учёные сами подчёркивают: впереди большая работа по проверке модели на других выбросах. Но направление задано.

Бэкграунд

Прогнозирование солнечных бурь — одна из главных задач космической физики последних десятилетий. Особенно остро это встало после 1989 года, когда мощная магнитная буря обесточила канадскую провинцию Квебек на девять часов. С тех пор исследователи ищут способы предсказывать такие события за несколько часов или суток.

Стандартная модель — так называемая модель аэродинамического торможения — долгое время считалась достаточно надёжной для большинства случаев. Но она описывает выброс как пассивное облако, не учитывая, что происходит внутри. Новое исследование показывает, что это упрощение может быть ошибочным — по крайней мере для некоторых штормов.

Солнце сейчас находится вблизи максимума своего 11-летнего цикла активности, а значит, вспышки и выбросы в ближайшие годы будут происходить чаще. Это делает точные модели прогнозирования особенно актуальными.

Источник

Daniele Telloni et al., Disentangling the Anomalous Acceleration of Coronal Mass Ejections via Turbulent Energy Conversion, The Astrophysical Journal Letters (2026).