Солнечная вспышка возникает, когда участок Солнца резко становится ярче при всех длинах волн света. Во время вспышек солнечная плазма нагревается до десятков миллионов градусов за секунды или минуты. Вспышки также могут ускорять электроны (и протоны) из солнечной плазмы до значительной доли скорости света. Эти высокоэнергетические электроны могут оказывать значительное влияние, когда достигают Земли, вызывая впечатляющие полярные сияния, но также нарушая связь, влияя на сигналы GPS и повреждая электросети.
Эти быстрые электроны также могут генерироваться уменьшенными версиями вспышек, называемых нановспышками, которые примерно в миллиард раз менее энергичны, чем обычные солнечные вспышки. «Эти нановспышки, а также связанные с ними энергетические частицы трудно изучать, потому что мы не можем наблюдать их напрямую», — говорит Теста.Теста и ее коллеги обнаружили, что IRIS предоставляет новый способ наблюдать явные признаки нановспышек, глядя на основание корональных петель.
Как следует из названия, корональные петли — это петли горячей плазмы, которые простираются от поверхности Солнца в корону и ярко светятся в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах.IRIS не наблюдает в этих петлях самую горячую корональную плазму, температура которой может достигать нескольких миллионов градусов. Вместо этого он обнаруживает ультрафиолетовое излучение более холодной плазмы (от ~ 18 000 до 180 000 градусов по Фаренгейту) в их точках. Даже если IRIS не может непосредственно наблюдать события нагрева короны, он выявляет следы этих событий, когда они проявляются в виде кратковременных мелкомасштабных просветлений в основаниях петель.
Команда сделала вывод о присутствии высокоэнергетических электронов с помощью ультрафиолетовых изображений высокого разрешения IRIS и спектроскопических наблюдений за яркостью этих пятен. Используя компьютерное моделирование, они смоделировали реакцию плазмы, заключенной в петли, на энергию, переносимую энергичными электронами. Моделирование показало, что энергия, вероятно, была передана электронами, движущимися со скоростью примерно 20 процентов от скорости света.
Высокое пространственное, временное и спектральное разрешение IRIS сыграло решающую роль в открытии. IRIS может разрешать солнечные элементы размером всего 150 миль, имеет временное разрешение в несколько секунд и имеет спектральное разрешение, способное измерять потоки плазмы со скоростью несколько миль в секунду.
Обнаружение высокоэнергетических электронов, не связанных с крупными вспышками, предполагает, что солнечная корона, по крайней мере частично, нагревается нано-вспышками. Новые наблюдения в сочетании с компьютерным моделированием также помогают астрономам понять, как электроны ускоряются до таких высоких скоростей и энергий — процесс, который играет важную роль в широком диапазоне астрофизических явлений от космических лучей до остатков сверхновых. Эти результаты также показывают, что нановспышки являются мощными естественными ускорителями частиц, несмотря на то, что их энергия примерно в миллиард раз ниже, чем у крупных солнечных вспышек.«Как обычно для науки, эта работа поднимает совершенно новый набор вопросов.
Например, насколько часто бывают нановспышки? Насколько часто встречаются энергичные частицы в не вспыхивающей короне? большие ракеты? " — говорит Теста.
Статья об этом исследовании является частью специального выпуска журнала Science, посвященного открытиям IRIS.