На Солнце разгорелся пожар

На сайте научного архива астрофизики высоких энергий HEASARC исследовательского центра NASA в разделе «Фотография недели» появился снимок, сделанный с борта российского спутника «Коронас-Фотон». На снимке изображены светящиеся образования из раскаленных газов, наблюдаемые на краю диска Солнца, -- протуберанцы.

В течение почти трех суток восточный лимб Солнца озарялся огнем: здесь одновременно полыхало около десяти протуберанцев, простиравшихся в корону Солнца на высоту более 100 тыс. км. По стечению обстоятельств и динамика, и внешний вид протуберанцев напоминали языки пламени, вырывающиеся из-под поверхности Солнца.

Изображение сделано 8 марта 2009 года при помощи солнечной обсерватории ТЕСИС, установленной на борту спутника «Коронас-Фотон».

Откуда взялись протуберанцы?

Протуберанцы относятся к классу явлений солнечной активности, частота которых должна возрастать на пике активности и значительно спадать в минимуме. Дело в том, что поднять большие объемы вещества на высоты в сотни тысяч километров -- непростая задача, которая требует значительной энергии.

Сейчас солнечный цикл находится в минимуме активности. Как пишут специалисты NASA, ослабленное магнитное поле позволяет менее горячей плазме из нижних слоев солнечной атмосферы легко проникать наверх, формируя красивые и причудливые структуры.

Выброс протуберанцев

В апреле нынешнего года фактически в нижней точке активности Солнца произошли сразу два последовательных крупных выброса плазмы в космос, связанных с образованием протуберанцев. Выброс одного гигантского протуберанца с массой 10¹³-10¹⁵ кг сопровождается ускорением вещества до сотен километров в секунду. Подобный процесс требует колоссальной энергии, чтобы преодолеть силу гравитации Солнца и силу магнитного поля, сообщает лаборатория рентгеновской астрономии Солнца ФИАН им. П. Н. Лебедева.

Крупнейший выброс вещества сначала зарегистрирован ТЕСИС 17 апреля, когда в межпланетное пространство улетел протуберанец протяженностью более 600 тыс. км. Затем в ночь с 22 на 23 апреля на том же краю солнечного диска произошел повторный выброс протуберанцев, сравнимых по массе и энергетике. Продолжительность события от первых признаков подъема вещества до заключительной стадии разрыва магнитных структур и ухода солнечной плазмы в межпланетное пространство составила 12 часов. Первый выброс развивался около суток.

На Земле выбросы протуберанцев прошли почти незамеченными и обнаружились только в результате последующего анализа данных. Выбросы происходили на восточном лимбе Солнца, обладающем очень низкой геоэффективностью, то есть происходящие там события практически не отражаются ни на состоянии радиационных поясов, ни на динамике магнитосферы Земли.

«Коронас-Фотон»

«Коронас-Фотон» запущен при помощи ракеты-носителя «Циклон-3» 30 января 2009 года с космодрома в Плесецке. Это третий аппарат в серии из почти десятка спутников, о совместном финансировании и разработке которых академии наук России и Украины договорились в начале 1990-х годов. Но из всего списка аппаратов, которые были запланированы к запуску, на орбиту вышли лишь три -- «Коронас-И», «Коронас-Ф» и «Коронас-Фотон». «Коронас-И» стартовал в 1994 году и оставался на орбите до 2001 года, но реально большая часть исследовательской аппаратуры перестала работать в течение нескольких первых месяцев. «Коронас-Ф» работал на орбите с лета 2001 по декабрь 2005 года.

Расчетный срок работы «Коронас-Фотон» -- три года, но миссия может быть продлена. «Коронас-Фотон» изначально разрабатывался для исследований Солнца и солнечной короны с помощью высокоэнергичного излучения -- как фотонов высоких энергий, так и протонов, электронов, нейтронов и ядер гелия.

Из почти 2 т массы спутника более 500 кг -- научное оборудование. Всего на космическом аппарате установлено 11 приборов, разработанных учеными России, Украины, Польши и Индии. Большинство инструментов «Коронас-Фотон» изучают Солнце, но два из них ориентированы  перпендикулярно направлению к Солнцу. Эти оптические датчики предназначены для наблюдения звездного неба.

Основной инструмент спутника Земли -- набор телескопов ТЕСИС, созданный в Физическом институте РАН имени Лебедева. ТЕСИС снимает Солнце в жестком ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Многослойные зеркала ТЕСИС позволяют получать снимки в нескольких диапазонах длин волн, при этом зеркала сделаны таким образом, что отражают лишь очень узкую спектральную область.

Угловое разрешение инструмента составляет 1,5 угловой секунды, а временное – до двух секунд. Прибор может в мельчайших подробностях исследовать развитие вспышек в атмосфере и короне Солнца, следить за перезамыканием линий магнитного поля и токовых слоев в плазме. Одна из главных задач инструмента -- изучение процессов нагрева плазмы в переходном слое плотных фотосферы и хромосферы Солнца к разреженной короне и в самой короне.

Под данные ТЕСИС отдана половина потока информации, которую аппарат сбрасывает на Землю, -- 0,5 гигабайта в сутки.