Дослідники з Технологічного інституту Нью-Джерсі визначили область сонячного спалаху, в якій заряджені частинки прискорюються до навколо світлової швидкості. Дослідження опубліковано в журналі Nature.
Дослідники використовували дані радіотелескопа Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) для спостереження за сонячними спалахами і виявили високоефективний прискорювач частинок, розташований на вершині найяскравішої точки виверження в сонячній короні.
Розмір області, в якій відбувається прискорення заряджених частинок, перевищує обсяг Землі. Вчені відзначають, що в цьому місці навколишня плазма вибуху перетворюється в високоенергетичні електрони.
Астрофізики використовували можливості мікрохвильової візуалізації EOVSA, щоб виміряти енергетичний спектр електронів у сотнях місць сонячного спалаху x-класу, викликаного зміною конфігурації силових ліній уздовж поверхні Сонця 10 вересня 2017 року.
“Спектральні зображення EOVSA дали нам вичерпну карту теплової плазми спалаху, яка розвивалася кожну секунду. Але, на наш подив, ми виявили таємничу “дірку” в тепловій карті плазми, яка почала формуватися на піку спалаху”, – говорить Гелу Ніта, професор-дослідник технологічного інституту Нью-Джерсі та співавтор статті
Дослідники виявили, що цей регіон щільно заповнений нетепловими високоенергетичними частинками. Аналіз показав ефективний процес перетворення енергії в прискорювачі частинок сонячного спалаху: інтенсивна енергія магнітних полів Сонця швидко вивільняється і переходить в кінетичну енергію в області «прискорювача».
Використовуючи дані про сонячне екстремальне ультрафіолетове випромінювання, вчені підтвердили, що всередині регіону практично не залишилося частинок з тепловими енергіями нижче декількох мільйонів кельвінів, що узгоджується з виміром EOVSA, згідно з яким всі частинки були прискорені до нетеплових енергій більше 20 КЕВ або майже 100 млн K.
Сонячний спалах в тепловому (ліворуч) і ультрафіолетовому (праворуч) діапазонах. Область концентрації прискорених електронів виділена синім кольором.
Астрофізики вважають, що результати цієї роботи допоможуть вченим відповісти на фундаментальні питання фізики елементарних частинок, які не можна вирішити в експериментах на Землі, а також по-новому оцінити вплив на нашу планету високоенергетичних частинок від майбутніх сонячних спалахів.