Солнечные вспышки представляют собой крайне мощные события, возникающие в солнечной атмосфере и длящиеся от нескольких минут до нескольких часов. В рамках принятой модели вспышек, энергия для этих явлений передается ускоренными электронами, которые движутся от области магнитного пересоединения в короне к хромосфере. При взаимодействии с хромосферной плазмой, электроны передают ей свою энергию, что приводит к её нагреву и ионизации. Также происходит интенсивное излучение в различных диапазонах электромагнитного спектра. Зоны, где накапливается энергия, называются «точками опоры» солнечных вспышек и обычно формируются в магнитно-связанных парах.
Последние исследования были направлены на проверку теоретической модели через сравнение компьютерного моделирования с фактическими данными наблюдений, собранными телескопом McMath-Pierce во время солнечной вспышки, произошедшей 24 сентября 2014 года. Работа была сосредоточена на измерении временных промежутков между инфракрасными излучениями от двух парных хромосферных источников во время вспышки.
«Наши исследования выявили существенные расхождения между данными наблюдений и модельными предсказаниями. В наблюдениях телескопа парные точки опоры выглядели как два ярких пятна в хромосфере. Согласно модели, электроны, выходящие из одной и той же области короны и следуя схожими траекториями, должны были бы усиливать излучение в хромосфере одновременно. Однако данные наблюдений показали задержку в 0,75 секунды между ними», — пояснил Пауло Жозе де Агиар Симонс, ведущий автор статьи и профессор Центра радиоастрономии и астрофизики (CRAAM) в Пресвитерианском университете Маккензи (Сан-Паулу, Бразилия).
Хотя задержка в 0,75 секунды может показаться незначительной, исследователи установили, что максимальная задержка, согласно модели, должна составлять 0,42 секунды при учёте всех возможных конфигураций. Полученное значение практически на 80% выше.
«Мы применили сложные статистические методы для определения временных интервалов между опорными точками и оценили неопределенности с помощью метода Монте-Карло. Также провели моделирование электронного транспорта и радиационно-гидродинамическое моделирование. Все сценарии, построенные на основе моделей, показали гораздо меньшие временные задержки, чем те, что наблюдались», — добавил Симонс.
Одним из рассмотренных сценарием была спиральная траектория и магнитное удержание электронов в короне. «Мы смоделировали перенос электронов и исследовали магнитную асимметрию между основами вспышек. Предполагалась пропорциональная связь между задержкой времени проникновения электронов в хромосферу и разницей в напряжённости магнитного поля. Однако рентгеновские данные указали на аналогичную интенсивность излучения в опорных точках, исключая этот сценарий», — продолжил автор.
Радиционно-гидродинамическое моделирование также установило, что ионизация и рекомбинация в хромосфере происходят слишком быстро, чтобы объяснить такую задержку. «Мы рассчитали временные шкалы инфракрасного излучения и перенос электронов в хромосферу, их взаимодействие с плазмой, включая нагрев, расширение, ионизацию и рекомбинацию атомов. Модели показали, что эти процессы происходят практически мгновенно, что исключает объяснение задержки в 0,75 секунды», — разъяснил Симонс. Инфракрасное излучение возникает через увеличение электронной плотности вследствие ионизации водорода в плазме. Однако моделирование показало, что ионизация и инфракрасное излучение происходят почти мгновенно, не оставляя возможностей для подобной задержки.
В итоге, ни один из смоделированных процессов не смог объяснить наблюдаемые данные. Исследователи пришли к выводу, что стандартную модель солнечных вспышек необходимо пересмотреть.
«Задержка между хромосферными источниками ставит под сомнение стандартную модель переноса энергии электронами. Продленная задержка предполагает наличие других механизмов, таких как магнитозвуковые волны или кондуктивный перенос, для объяснения наблюдений», — резюмировал гелиофизик.
Источник: iXBT
