Сонячна буря набрала обертів, замість того щоб вщухнути — і вчені нарешті з’ясували, чому
У листопаді 2021 року два космічні апарати зафіксували щось дивне. Повз них пролітав сонячний викид — гігантська бульба намагніченої плазми, що вирвалася з поверхні Сонця. За всіма законами фізики він мав би сповільнитися: попереду був повільніший сонячний вітер, який мав би його стримувати. Але шторм не сповільнився. Він набрав швидкості.
Вчені кілька років намагалися з'ясувати, що сталося. Відповідь виявилася несподіваною: всередині шторму працював власний прихований двигун.
Результати опубліковано в The Astrophysical Journal Letters.
Деталі
Сонячні викиди — це не просто спалахи світла. Це колосальні хмари намагніченого газу, які Сонце періодично вистрілює в космос. Вони несуть мільярди тонн речовини та закручені магнітні поля. Саме такі викиди викликають магнітні бурі на Землі — ті самі, які порушують роботу супутників і можуть виводити з ладу енергомережі.
Зазвичай фізики описують рух таких викидів просто: швидкий шторм гальмує, повільний розганяється, поки обидва не зрівняються зі швидкістю сонячного вітру навколо. Як пробка у воді — рано чи пізно вона пливе в загальному потоці.
Викид 2021 року порушив цю схему. Два апарати — Solar Orbiter і Wind — зафіксували його на різних відстанях від Сонця і зафіксували: між двома точками спостереження шторм не сповільнився, а набрав швидкості. Жодні стандартні моделі не могли цього пояснити. В одну з них дослідникам навіть довелося вручну додати загадкову «додаткову силу» — просто щоб результати збіглися.
Розгадка з'явилася, коли вчені заглянули всередину самої бурі. Викид являв собою так званий магнітний джгут — тугий клубок закручених магнітних полів. Поки шторм летів крізь космос, цей клубок почав розмотуватися і рватися. Організована структура руйнувалася, перетворюючись на хаотичну турбулентність.
І ось тут сталося несподіване. Зазвичай турбулентність нагріває газ — енергія хаосу переходить у тепло. Але в цьому викиді плазма, навпаки, охолоджувалася швидше, ніж мала б. Це означало, що енергія йшла кудись ще. Вчені з'ясували куди: турбулентність тиснула на хмару зсередини і штовхала її вперед. Шторм буквально розганяв себе сам — за рахунок власного внутрішнього розпаду.
Чому це важливо
Досі моделі космічної погоди розглядали сонячний викид ззовні — як хмару, яка просто дрейфує у сонячному вітрі. Це дослідження показує: всередині шторму може відбуватися зовсім інше життя, і воно впливає на те, коли і з якою силою викид досягне Землі.
Це важливо з практичної точки зору. Сонячні бурі здатні пошкоджувати супутники, збивати GPS, створювати перешкоди в радіозв'язку і в екстремальних випадках — перевантажувати електромережі. Чим точніший прогноз, тим більше часу у операторів, щоб захистити обладнання та попередити астронавтів на орбіті.
Поки що мова йде про одну подію, і вчені самі підкреслюють: попереду велика робота з перевірки моделі на інших викидах. Але напрямок задано.
Історія питання
Прогнозування сонячних бур — одне з головних завдань космічної фізики останніх десятиліть. Особливо гостро це постало після 1989 року, коли потужна магнітна буря знеструмила канадську провінцію Квебек на дев'ять годин. З того часу дослідники шукають способи передбачати такі події за кілька годин або діб.
Стандартна модель — так звана модель аеродинамічного гальмування — довгий час вважалася досить надійною для більшості випадків. Але вона описує викид як пасивну хмару, не враховуючи, що відбувається всередині. Нове дослідження показує, що це спрощення може бути помилковим — принаймні для деяких штормів.
Сонце зараз знаходиться поблизу максимуму свого 11-річного циклу активності, а значить, спалахи та викиди в найближчі роки відбуватимуться частіше. Це робить точні моделі прогнозування особливо актуальними.
Джерело
Daniele Telloni et al., Disentangling the Anomalous Acceleration of Coronal Mass Ejections via Turbulent Energy Conversion, The Astrophysical Journal Letters (2026).