Астрономы построили трехмерную модель солнечной ударной волны

Астрономы построили трехмерную модель, которая показывает, как идут от Солнца ударные волны, возникающие после коронального выброса массы. Для этого исследователи использовали данные четырех спутников ESA и NASA, сообщается в Journal of Space Weather and Space Climate.

Во время коронального выброса массы в межпланетное пространство выбрасывается огромное количество вещества из верхних слоев Солнца. Если поток заряженных частиц достигает Земли, в ее атмосфере возникают полярные сияния и магнитные бури. Сегодня известно, что солнечные вспышки и корональные выбросы могут вызывать серьезные сбои в работе электрооборудования — во время холодной войны такое событие чуть не привело к возникновению конфликта между СССР и США. Кроме того, поток заряженных частиц представляет серьезную угрозу для космонавтов, поэтому исследователи стремятся изучить явления космической погоды и научиться как можно точнее их моделировать.

Группа исследователей под руководством Жуюнь-Ян Квона (Ryun-Young Kwon) из Университета Джорджа Мейсона разработала новую модель, чтобы выяснить, как от Солнца распространяются ударные волны, связанные с корональными выбросами массы. Для этого исследователи использовали данные сразу четырех спутников — двух одинаковых космических аппаратов STEREO, а также SDO и SOHO. Для своей работы ученые выбрали два события — первое произошло 7 марта 2011 года, а второе — 25 февраля 2014 года.

В своем исследовании астрономы опирались на две модели — одна описывает поведение ударной волны в момент рождения, когда та принимает форму раковины или круассана (Graduated Cylindrical Shell), а другая описывает момент активного распространения по поверхности Солнца (эллипсоидная модель). Исследователи попытались построить распределение плотности вещества во время выброса, а также изучить геометрию ударных волн.

Согласно модели, скорости движения мартовских и февральских ударных волн достигали 2200 и 2050 километров в секунду соответственно, а их минимальная угловая ширина была равна 192 и 252 градусам. Максимальные значения наблюдались у самой выступающей части («носа») выброса. Кроме того, плотность вещества в этой области была также максимальной, в то время как ближе к краям ударной волны она падала. Также выяснилось, что суперкритические области вспышки (там где число Маха больше критического) простираются гораздо дальше и «живут» дольше, чем показывали предыдущие измерения. Из этого следует, что ударные волны, вероятно, ответственны за широкое продольное распределение заряженных частиц во внутренней части гелиосферы нашего светила.

Новые данные помогут точнее прогнозировать распространение солнечного вещества в будущем и предсказать, какое количество плазмы достигнет Земли. Это позволит сделать работу космонавтов более безопасной, а также спрогнозировать влияние выбросов на нашу планету.

Недавно астрономы использовали данные сразу 10 спутников, чтобы отследить путь и динамику коронального выброса массы от Солнца до границ Солнечной системы. Анализ позволил определить основные характеристики выброса: большое угловое распределение при распространении, зависимость скорости потока частиц от расстояния до Солнца, а также изменение структуры магнитного поля выброса в зависимости от расстояния до Солнца.