Астрономы выяснили, почему наше светило испускает потоки энергичных частиц, опасных для экипажей космических кораблей. Впервые учёные отследили источник этого потока в атмосфере Солнца.

Напомним, что от нашей родной звезды постоянно исходит поток вещества – солнечный ветер. При скорости 400–700 километров в секунду составляющим его частицам требуется несколько суток, чтобы достичь Земли.

Иногда светило исторгает облака плазмы, летящие несколько быстрее – корональные выбросы массы (СМЕ). Типичный СМЕ достигает нашей планеты за сутки или двое (если, конечно, движется в её сторону).

Но бывают ещё выбросы так называемых солнечных энергичных частиц (они же солнечные космические лучи, или СКЛ). Эти частицы пронзают пространство со скоростью в десятки тысяч километров в секунду и покрывают расстояние до Земли за считанные часы или даже минуты. Такие выбросы происходят в среднем около сотни раз за 11-летний солнечный цикл. При этом каждое такое событие может продолжаться несколько часов или дней.

Для тех, кто не покидает поверхности Земли, эти всплески космической радиации не опасны. Мы надёжно прикрыты магнитным полем нашей планеты и её атмосферой. Однако такие события – смертельная угроза для тех, кто собирается лететь к Луне или Марсу. Да и беспилотные космические аппараты могут пострадать от подобной "атаки".

Неудивительно, что специалисты хотят как можно больше знать о том, откуда берутся солнечные космические лучи. Однако до сих пор в этом вопросе нет полной ясности. Выбросы СКЛ бывают разными и, видимо, имеют разные механизмы.

Специалисты давно предполагали, что один тип выбросов солнечных энергичных частиц связан с упомянутыми выше облаками плазмы – СМЕ. Хотя сами СМЕ движутся гораздо медленнее, они играют роль своеобразного ускорителя для солнечных космических лучей.

Теперь учёные получили решающие доказательства этой гипотезы.

"В нашем исследовании мы впервые наблюдали, откуда именно на Солнце приходят солнечные энергичные частицы", – утверждает соавтор исследования Стефани Ярдли (Stephanie Yardley) из Университетского колледжа Лондона.

Астрономы использовали данные космического аппарата Wind, расположенного между Солнцем и Землёй. Он регулярно фиксирует потоки солнечных космических лучей. Авторы сосредоточились на нескольких таких событиях января 2014 года, каждое из которых продолжалось не менее суток.

Датчики Wind в числе прочего фиксируют состав проходящих через них частиц. Поясним, что солнечные энергичные частицы – это в основном протоны, но встречаются среди них и более тяжёлые атомные ядра. Содержание последних разнится от выброса к выбросу.

Эксперты сопоставили данные за январь 2014 года с наблюдениями зонда Hinode, обозревавшего Солнце на большом расстоянии. Они отыскали в атмосфере нашей звезды точки, имеющие точно такую же "химическую подпись", как и выбросы, зафиксированные Wind.

Оказалось, что потоки энергичных частиц были выброшены из большого солнечного пятна, породившего несколько вспышек и СМЕ. Более того, "отпечатки пальцев" этих выбросов нашлись у основания корональной петли – огромной арки, образованной линиями магнитного поля.

В этих арках заключена огромная энергия. Когда магнитное поле перестраивается, она высвобождается и может служить причиной вспышек, СМЕ и выбросов солнечных космических лучей.

"Наши данные подтверждают теории о том, что эти энергичные заряженные частицы происходят из плазмы, которая удерживается в атмосфере Солнца сильными магнитными полями. Эти энергичные частицы, однажды высвобожденные, затем ускоряются выбросами, которые движутся со скоростью несколько тысяч километров в секунду", – заключает Ярдли.

Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Science Advances.