Солнечные вспышки теперь видны в трех измерениях

Солнечные вспышки в трех измерениях

Астрономы, работающие с космическими аппаратами проекта STEREO, сумели впервые в истории изучения Солнца определить трехмерную форму, структуру, массу и динамику грандиозных процессов – так называемых корональных выбросов массы (Coronal Mass Ejection, или CME, как принято их называть в астрономии). И не просто определить ее постфактум – новый метод позволит предсказывать, как быстро эти выбросы достигнут Земли, а также какие области околоземного пространства они «накроют».

Эти исследования – не досужие игры ученых. Дело в том, что CME, достигая Земли, взаимодействуют с магнитным полем нашей планеты, и магнитные бури выводят из строя спутники, создают перебои в работе средств связи, доставляют массу проблем энергетикам.

Нельзя сказать, что вспышки на Солнце и следующие за ними СМЕ не изучались. Изучались и с Земли, и многочисленными космическими аппаратами. Но дело в том, что во всех случаях наблюдатель видел проекцию СМЕ на плоскость, перпендикулярную лучу зрения.

Теперь у астрономов появился проект STEREO. Два космических аппарата, работающие в нем, медленно «разлетаются» от Земли и уже отдалились настолько, что могут смотреть на один и тот же выброс с разных сторон.

Американский метод

Робин Коланинно (Robin C.Colaninno) из университета Джорджа Мэйсона (George Mason University) и Ангелос Вурлидас (Angelos Vourlidas) из исследовательской лаборатории ВМФ США (Naval Research Laboratory) предложили метод, по которому из данных двух аппаратов можно восстанавливать свойства СМЕ в трех измерениях.

«На пробу» американские гелиофизики восстановили структуры и динамику выбросов с декабря 2007 по апрель 2008 года. Оказалось, что их модель достаточно точно согласуется со всеми наблюдательными данными.

До Земли плазма корональных выбросов обычно долетает за шесть-восемь дней, редко – за два-три дня. Новый метод Коланинно--Вурлидаса позволяет предсказать время, за которое выброс достигнет Земли, и «район поражения» с точностью до нескольких часов – за несколько суток. А это означает, что если создать постоянную службу мониторинга Солнца, состоящую из двух аппаратов, подобных STEREO, то станет возможно оповещать о грядущих проблемах всех заинтересованных. К примеру, находящиеся в предполагаемой зоне поражения спутники можно успеть перевести в безопасный режим (случаи гибели спутников от вспышек на Солнце уже известны).

Статья ученых принята к печати в Solar Physics, но уже сейчас ее можно скачать с архива электронных препринтов Arxiv.Org.

Два аппарата -- пара

Проект STEREO стартовал 26 октября 2006 года. Ракета Delta II вывела в космос сразу два космических аппарата – STEREO A и STEREO B. Перед тем как выйти на свои околосолнечные орбиты, оба зонда совершили гравитационный маневр в поле тяготения Луны. Один движется по орбите, расположенной чуть ближе земной, другой – чуть дальше. Соотвественно, один аппарат немного обгоняет Землю в своем движении, другой – отстает от Земли.

Инструментарий

Каждая «искусственная планета» оснащена одинаковым набором приборов:

SECCHI – Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (изучение коронального и гелиосферного соединения Солнца и Земли). Этот комплекс состоит из четырех инструментов: экстремальный ультрафиолетовый регистратор (extreme ultraviolet imager), два коронографа, работающих в области видимого света (white-light coronagraph), и гелиосферный регистратор (heliospheric imager).

SWAVES – STEREO/WAVES. Этот прибор регистрирует радиовсплески в межпланетном пространстве.

IMPACT – In-situ Measurements of Particles and CME Transients. Эта установка (а точнее, совместная работа установок на двух спутниках) получает 3D-изображение солнечной радиации и магнитосферы Солнца.

PLASTIC – PLAsma and SupraThermal Ion Composition (плазменный и супратермальный детектор ионов). Этот прибор изучает характеристики протонов, альфа-частиц и тяжелых ионов в солнечном ветре.

Другие цели

Кроме изучения Солнца и его взаимодействия с Землей, аппараты пытаются достичь еще одной, побочной, задачи. Постепенно «расходясь» от Земли со скоростью 20° в год, STEREO А и В скоро достигнут окрестностей так называемых точек Лагранжа L4 и L5, расположенных в 60° от нашей планеты по ее орбите. Некоторые астрономы считают, что в этих точках могут сохраниться фрагменты гипотетической Теи – планетоида размером с Марс, некогда якобы ударившего по молодой Земле и заставившего ее выплеснуть часть своего вещества в космос, породив Луну. Вот поисками этих фрагментов, а, может быть, и других тел, так или иначе оказавшихся в этих точках, и займутся оба аппарата – в свободное от изучения Солнца время.