Вчені виявили радіовипромінювання, схоже на полярне сяйво, над сонячною плямою

У дослідженні, опублікованому в Nature Astronomy, астрономи з Центру сонячно-земних досліджень Технологічного інституту Нью-Джерсі (NJIT-CSTR) провели детальні радіоспостереження надзвичайного полярного сяйва, яке відбувається на висоті 40 000 км над відносно темною та холодною ділянкою на Сонці, відомий як сонячна пляма.

Дослідники кажуть, що нове радіовипромінювання має спільні характеристики з авроральним радіовипромінюванням, яке зазвичай спостерігається в планетарних магнітосферах, таких як навколо Землі, Юпітера та Сатурна, а також у деяких зірках малої маси.

За словами провідного автора дослідження та вченого NJIT-CSTR Сіджі Ю, це відкриття пропонує нове уявлення про походження таких інтенсивних сонячних радіоспалахів і потенційно відкриває нові шляхи для розуміння подібних явищ у далеких зірках із великими зоряними плямами.

«Ми виявили особливий тип довготривалих поляризованих радіоспалахів, що виходять від сонячної плями, і зберігаються більше тижня», — сказав Ю. «Це зовсім не схоже на типові короткочасні сонячні радіоспалахи, які зазвичай тривають хвилини або години. Це захоплююче відкриття, яке може змінити наше розуміння зоряних магнітних процесів».

Відомі авроральні світлові шоу, які можна побачити на небі в полярних регіонах Землі, наприклад Aurora Borealis або Aurora Australis, виникають, коли сонячна активність порушує магнітосферу Землі, що сприяє випаданню заряджених частинок у полярній області Землі, де сходиться магнітне поле, і взаємодіє з атомами кисню та азоту у високій атмосфері. Прискорюючись до північного та південного полюсів, такі електрони можуть генерувати інтенсивне радіовипромінювання на частотах близько кількох сотень кГц.

Команда Ю каже, що нещодавно спостережувані сонячні радіовипромінювання, виявлені над величезною областю сонячних плям, що тимчасово утворюються, де магнітні поля на поверхні сонця особливо сильні, відрізняються від раніше відомих сонячних радіошумових бур — як спектрально, так і часово.

«Наш просторовий, часовий і просторовий аналіз дозволяє припустити, що вони викликані випромінюванням електронно-циклотронного мазера (ECM), яке включає енергійні електрони, захоплені в межах збіжної геометрії магнітного поля», — пояснив Ю.

«Холодніші та інтенсивно магнітні області сонячних плям створюють сприятливе середовище для випромінювання ECM, проводячи паралелі з магнітними полярними шапками планет та інших зірок і потенційно забезпечуючи місцевий сонячний аналог для вивчення цих явищ».

«Однак, на відміну від полярних сяйв на Землі, ці випромінювання полярних сяйв відбуваються на частотах від сотень тисяч кГц до приблизно 1 мільйона кГц — це прямий результат того, що магнітне поле сонячної плями в тисячі разів сильніше за магнітне поле Землі».

«Наші спостереження показують, що ці радіосплески також не обов’язково пов’язані з часом сонячних спалахів», — додав Рохіт Шарма, вчений з Університету прикладних наук Північно-Західної Швейцарії (FHNW) і співавтор дослідження. «Натомість спорадична активність спалахів у найближчих активних областях, здається, закачує енергійні електрони у великомасштабні петлі магнітного поля, закріплені на сонячній плямі, які потім живлять радіовипромінювання ECM над регіоном».

Вважається, що «радіополярне полярне сонячне пляма» демонструє модуляцію обертання синхронно з обертанням Сонця, створюючи те, що Юй описує як «ефект космічного маяка».

«Коли сонячна пляма перетинає сонячний диск, вона створює обертовий промінь радіосвітла, подібний до модульованого радіополярного сяйва, яке ми спостерігаємо від обертових зірок», — зазначив Ю. «Оскільки це сонячне радіополярне сяйво є першим виявленням такого роду, наш наступний крок включає ретроспективний аналіз. Ми прагнемо визначити, чи можуть деякі з раніше зареєстрованих сонячних спалахів бути випадками цього нещодавно ідентифікованого випромінювання».

Сонячне радіовипромінювання, хоч і слабше, подібне до зоряного аврорального випромінювання, яке спостерігалося в минулому, і може припустити, що зоряні плями на холодніших зірках, подібно до сонячних плям, можуть бути джерелами певних радіоспалахів, які спостерігаються в різних зоряних середовищах.

«Це спостереження є одним з найяскравіших доказів радіовипромінювання ECM, які ми бачили від Сонця. Характеристики нагадують деякі з тих, що спостерігаються на наших планетах та інших далеких зірках, що спонукає нас розглянути можливість того, що ця модель може бути потенційно застосовна до інших зірок. із зоряними плямами», — сказав Бінь Чен, доцент фізики NJIT-CSTR і співавтор.

Команда каже, що останнє розуміння, яке пов’язує поведінку нашого Сонця з магнітною активністю інших зірок, може мати наслідки для астрофізиків, щоб переглянути їхні поточні моделі магнітної активності зірок.

«Ми починаємо складати головоломку того, як енергетичні частинки та магнітні поля взаємодіють у системі з наявністю довготривалих зоряних плям не лише на нашому Сонці, але й на зірках далеко за межами нашої Сонячної системи», — сказав NJIT solar. дослідник Сураджит Мондал.

«Розуміючи ці сигнали від нашого власного сонця, ми можемо краще інтерпретувати потужне випромінювання від найпоширенішого типу зірок у Всесвіті, M-карликів, які можуть виявити фундаментальні зв’язки в астрофізичних явищах», — додав Дейл Гері, видатний професор NJIT-CSTR. фізики.

Дослідницька група, включаючи співробітників Марину Батталью з FHNW і Тіма Бастіана з Національної радіоастрономічної обсерваторії, використовувала широкосмугові спостереження динамічної спектроскопії радіозображень із дуже великого масиву Карла Г. Янського, щоб зробити відкриття. Джерело