Нова модель може змінити спосіб прогнозування сонячних бур

22.01.2025   14:30    269


Сонячний вітер, створений зарядженими частинками, взаємодіє з потужними спалахами, впливаючи на космічні промені та космічну погоду. Нова модель, розроблена дослідниками, покращує передбачення прискорення частинок і була протестована на основі реальних даних про сонячні події, надаючи цінну інформацію про сонячні бурі.

Розуміння сонячного вітру та його зв’язок із космічними променями

Сонце — це надзвичайно гаряча газова куля, що складається переважно з водню та гелію. Його поверхня та зовнішня атмосфера досягають шалено високих температур — від 10 000 до 3,6 мільйонів градусів за Фаренгейтом. Через таку інтенсивну спеку Сонце постійно випромінює потік плазми — заряджених частинок, таких як протони та електрони. Ці частинки настільки енергійні, що гравітація Сонця не може їх утримати, тому вони втікають у космос, утворюючи сонячний вітер. Вивчення того, як сонячний вітер взаємодіє зі спалахами енергії від Сонця, допомагає науковцям краще розуміти космічні промені, які утворюються під час вибухів наднових.

Останні новини:  Вчені відкрили аномальні об'єкти у центрі Чумацького Шляху, що рухаються зі швидкістю 540 кілометрів на секунду

Розвиток сонячних досліджень завдяки новій моделі

Томас До, аспірант-астроном з Мічиганського державного університету, розробив нову модель, яка передбачає, як заряджені частинки прискорюються за ширшого спектра умов порівняно з попередніми дослідженнями. Його робота може покращити наші можливості прогнозувати сонячні бурі, які мають потенціал порушувати роботу космічних технологій.

Томас До почав працювати над зарядженими частинками три роки тому під час бакалаврського проєкту в Центрі астрофізики Гарвард-Смітсонівського університету в Массачусетсі. Його дослідження було спрямоване на з’ясування, як заряджені частинки прискорюються, коли їх захоплюють потужні викиди маси з Сонця. Ці вибухи, відомі як корональні викиди маси, можуть створювати ударні хвилі, якщо вони досить швидкі.

Ударні хвилі та прискорення частинок

«Коли ці хвилі вириваються із Сонця, вони взаємодіють із зарядженими частинками на своєму шляху. У ході цих взаємодій частинки отримують енергію від ударної хвилі,» — пояснив До.




Коли частинки отримують енергію, вони набирають швидкість і мчать у космос, спрямовуючись до Землі. Інколи вони прискорюються настільки, що можуть обігнати ударну хвилю й вирватися у космос. Щоб зрозуміти, як заряджені частинки втікають, Томас До розвинув модель, розроблену у 2021 році астрофізиком Федеріко Фрашетті з Центру астрофізики. Оновлена модель Фрашетті та Томас До передбачає, як частинки прискорюються й втікають за ширшого діапазону енергій, ніж це передбачали попередні моделі. Особливо модель враховує втечу частинок із зони прискорення за різних рівнів енергії.

Останні новини:  Астрономи виявили понад мільйон космічних об'єктів, що випадково потрапили у Сонячну систему

Новий погляд на десятирічні моделі

Попередня модель, яку науковці використовували для прогнозування поведінки заряджених частинок (розроблена приблизно 50 років тому), не включала низькоенергетичні частинки. Завдяки використанню кількох рівнів енергії в оновленій моделі команда створила набір рівнянь, що передбачають, як частинки прискорюються з часом і скільки частинок втікає на кожному рівні енергії.

«Ми намагаємося врахувати більше частинок, які можуть втекти, оскільки це, на нашу думку, фізично реалістичніше,» — зазначив Томас До.

Останні новини:  Запах давньоєгипетських мумій здивував вчених

Випробування моделі на реальній події

У вересні 2022 року Сонце випустило масивний викид енергії саме тоді, коли космічний апарат NASA Parker Solar Probe здійснив один із найближчих до Сонця прольотів. Апарат зафіксував дані про швидкість і температуру частинок під час зіткнення з ударною хвилею вибуху.

«Ми мали велику удачу у вересні 2022 року спостерігати самий початок цього процесу,» — сказав Фрашетті.

Виявилося, що прогноз моделі точно відповідав даним Parker Solar Probe: частинки прискорювалися й втікали в космос за різних рівнів енергії.

Підтвердження очікувань і перспективи

«Модель показала чудову відповідність із даними й підтвердила наші фізичні очікування про те, що відбувається із молодими ударними хвилями поблизу Сонця,» — додав Фрашетті.

«Ця модель може бути використана й в інших галузях космічних досліджень, що стосуються заряджених частинок,» — підсумував Томас До.


portaltele.com.ua