Исследователи из Сообщества европейских солнечных радиоастрономов при помощи низкочастотной антенной решетки LOFAR зафиксировали в атмосфере Солнца специфические последовательности радиосигналов, которые ранее не описывались в научной литературе.
Солнечное «эхо»: в короне Солнца обнаружили повторяющиеся сигналы с задержкой в четыре секунды
Открыта новая аномалия в короне звезды.
Unsplash
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, классифицируют эти сигналы как новый тип тонкой структуры солнечного радиоизлучения.
Ученые обнаружили более 600 парных всплесков, которые возникают на одной частоте и всегда разделены временным интервалом примерно в четыре секунды. Каждое такое событие состоит из первичного короткого импульса и последующего за ним более слабого сигнала, напоминающего эхо.
Анализ собранных данных показал, что эти явления обладают строгой регулярностью и не являются случайными выбросами энергии. Первичный всплеск, обозначенный исследователями как «ранее возникший», сопровождается «задержанным» импульсом, который фиксируется радиоастрономами с постоянным опозданием.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
При этом высокочастотная спектроскопия и радиовизуализация позволили установить, что второй сигнал в паре почти всегда исходит из другой точки короны, которая может быть смещена относительно первого источника на сотни угловых секунд. Оба источника располагаются значительно выше типичных мест возникновения солнечных вспышек — на высоте около одного солнечного радиуса над поверхностью звезды.
Механизм формирования этих сигналов связан с процессами в турбулентной и намагниченной плазме солнечной атмосферы. Согласно основной гипотезе исследователей, небольшие события магнитного пересоединения ускоряют электроны, что в свою очередь порождает плазменные волны. Эти волны генерируют радиосигналы, которые начинают распространяться через неоднородные слои короны.
Наличие четырехсекундной задержки объясняется тем, что радиоволны проходят через турбулентную среду по нескольким разным траекториям. Повторный импульс фактически является эхом основного сигнала, которое достигает детекторов позже из-за рассеивания и движения по более длинному пути вдоль магнитных силовых линий.
Тот факт, что ускорение частиц происходит на такой большой высоте, заставляет пересмотреть существующие представления о зонах активности в солнечной короне. Ранее эти области не считались подходящими для эффективного ускорения электронов. Постоянство четырехсекундного интервала указывает на существование в атмосфере Солнца стабильного процесса, который действует аналогично точному хронометру.
Это открытие предоставляет астрофизикам новый инструмент для диагностики состояния солнечной плазмы, позволяя измерять вариации ее плотности и уровень турбулентности на основе характеристик задержки и пространственного смещения сигналов.
Кроме того, выявленные процессы рассеивания радиоволн помогают найти ответ на давний вопрос о причинах слабого отражения радиолокационных сигналов, направляемых к Солнцу с наземных передатчиков.
Тот же механизм турбулентного эха, который создает парные всплески, вероятно, мешает четкому возврату земных радиосигналов.
В настоящее время международное научное сообщество продолжает сбор данных для уточнения структуры магнитных полей и потоков энергии в верхних слоях солнечной короны, используя обнаруженные радиовсплески как естественный индикатор состояния окружающей среды.