De mest enestående soludbrud er ikke altid de mest indflydelsesrige

Ligesom elastikkens elastiske energi frigives, når den skæres, frigives en brøkdel af solens magnetiske energi under en proces, der kaldes magnetisk genforbindelse. Magnetisk genforbindelse kan antage forskellige former, men "en af ​​de enkleste konfigurationer," siger Kazachenko, "er når du har to modsat rettede feltlinjer, der skubbes mod hinanden ... magnetfelterne kunne pludselig ændre deres konfiguration og frigive en enorm mængde energi , svarende til gummibånd, der pludselig bliver skåret over."

Den frie magnetiske energi, der frigives under magnetisk genforbindelse, lagres i plasmastrømme. Elektriske strømme producerer magnetiske felter, som det ses i elektromagneter, og ladede partikler, der bevæger sig i solens plasma, fungerer på samme måde.

Indesluttede og eruptive udbrud

Mens nogle soludbrud er forbundet med CME'er, hvor plasma udstødes fra solens atmosfære og ud i rummet, er andre ikke. Hvis et soludbrud er forbundet med en CME, betragtes det som eruptivt; hvis den ikke har en tilknyttet CME, anses den for at være begrænset. Forskellen mellem de to går dog dybere end som så, fordi de mekanismer, der bestemmer, om en flare er begrænset eller eruptiv, også kan bestemme, hvor hurtigt magnetfelterne vil forbindes igen, og hvor meget hård røntgen- og gammastråling den vil udsende.

Som deres navn antyder, er indesluttede flammer ikke i stand til at undslippe solens atmosfære på grund af begrænsende påvirkninger. Disse påvirkninger, kendt som omsnøringsfelter, er også magnetiske. Af denne grund har aktive områder med mere magnetisk flux også stærkere omsnøringsfelter og er derfor mindre tilbøjelige til at være eruptive.

Ifølge Kazachenko forklarer dette, hvorfor de indesluttede flares, som hun undersøgte, havde højere temperaturer og gennemgik genforbindelse hurtigere end eruptive flares med den samme maksimale røntgenstråleflux:"I indesluttede flares sker genforbindelsen lavere, fordi du har en meget stærk omsnøring felt af den aktive region, der ikke tillader strukturen at gå op ... felterne er stærkere lavere nede, så genforbindelsen forløber meget hurtigere."

Selvom betydningen af ​​hurtigere genforbindelse måske ikke er umiddelbart indlysende, forklarer forskningspapiret:"Da højere genforbindelseshastigheder fører til mere accelererede ioner og elektroner, kan store indesluttede udbrændinger være mere effektive til at producere ioniserende elektromagnetisk stråling end udbrudsudbrud."

Dette betyder ikke, at der frigives mere energi under genforbindelsen af ​​en indelukket flare; faktisk har eruptive flares den samme mængde genforbundet flux som indesluttede flares. I stedet for, fordi energi frigives hurtigere i lukkede udbrændinger, kan de accelerere ioner og elektroner fra solens plasma mere effektivt.

Rumvejr i dette solsystem og videre

Når det kommer til rumvejr, får CME'er og de geomagnetiske storme, de kan forårsage, ofte mest opmærksomhed. Dette er af en god grund:Selvom det er sjældent, at CME'er når Jorden, er konsekvenserne alvorlige, når de gør det.

I det værste tilfælde ville en geomagnetisk storm beskadige eller ødelægge elektrisk transmissionsudstyr og forårsage strømafbrydelser i stor skala. Derudover ville en sådan storm forstyrre visse typer kommunikation, beskadige satellithardware og udsætte astronauter og flyvere i høj højde for potentielt dødelig stråling. Selvom disse kun er forudsigelser, er beviser for dem delvist baseret på den geomagnetiske storm i 1859, som havde udtalte virkninger og forårsagede gnister og brande i telegrafstationer.

Forskning som Kazachenkos bidrager til en bredere forståelse af, hvordan soludbrud virker, hvilket måske en dag giver forskerne mulighed for at forudsige, hvornår de vil ske mere præcist og derfor undgå de værste konsekvenser af en geomagnetisk storm ved at give folk tid til at tage forebyggende foranstaltninger. Men hendes studier har også bredere implikationer.

"Hvad sker der på andre stjerner?" spørger Kazachenko. "Er der flares der? Er der CME'er der? Ud fra nyere undersøgelser ser det ud til, at der er tusindvis af flares der, men CME'erne, de koronale masseudstødninger, er meget svære at bestemme."

Selvom det er muligt, at stjerner som solen regelmæssigt gennemgår CME'er, og at videnskabsmænd og forskere simpelthen ikke har været i stand til at opdage de fleste af dem, tyder nuværende beviser på, at indesluttede udbrud spiller en større rolle i rumvejret i andre solsystemer, end de gør i dette en. Af denne grund kan den tilsyneladende mindre virkningsfulde type soludbrud afgøre, om exoplaneter er beboelige - en stor interesse for astronomer, der leder efter exoplaneter, der er egnede til kolonisering.

"Så det er et meget grundlæggende spørgsmål, både ... for vores udstyrs sikkerhed, men også for at forstå andre planeter," siger Kazachenko.

Fremtidig forespørgsel

Mens Kazachenko har opdaget en unik egenskab ved indelukkede soludbrud, er der stadig arbejde at gøre, siger hun. Hendes undersøgelse tyder på, at indesluttede flares genforbinder magnetiske felter hurtigere og potentielt accelererer ladede partikler mere effektivt end udbrud, men disse partiklers egenskaber ligger uden for dets rækkevidde.

Der burde være en opfølgende undersøgelse, siger Kazachenko. "Hvor man virkelig ser på den statistiske population af partiklers acceleration i begge grupper af flare ... men det er der, jeg tror, ​​fremtiden ligger:at se ikke bare på én enkelt begivenhed i høj detalje, men drage fordel af disse fantastiske observationer, som vi nu har fra mange forskellige satellitter flyver der, som den nye satellit opsendt af NASA og den europæiske rumfartsorganisation kaldet Solar Orbiter."

Flere oplysninger: Maria D. Kazachenko, A Database of Magnetic and Thermodynamic Properties of Confined and Eruptive Solar Flares, The Astrophysical Journal (2023). DOI:10.3847/1538-4357/ad004e

Leveret af University of Colorado at Boulder