Известно, что вспышки, которые ученые часто наблюдают на Солнце, в космос выбрасывают частицы высокой энергии. Иногда эти частицы летят в сторону Земли, где ставят под угрозу жизнь астронавтов, работу спутников и нарушают связь. Ученые обнаружили в 1996 году, что вспышки на Солнце также создают солнечные землетрясения, так как испускают акустические импульсные волны, проникающие глубоко внутрь звезды.
Связь между вспышками на Солнце и солнечными землетрясениями все еще недостаточно изучена. Но новые результаты изысканий показывают, что эти переходные акустические процессы и создаваемая ими рябь на солнечной поверхности могут рассказать о вспышках многое и, вероятно, когда-нибудь помогут нам спрогнозировать их силу и параметры. Более подробно о солнечной активности поговорим далее.
Диагностическая методика
Команда физиков из Австралии, США и Колумбии выяснила, что некоторое количество акустической энергии, выброшенной в космос во время вспышки в 2011 году, исходила из участка, расположенного примерно в 1000 км под поверхностью Солнца. То есть источник этой энергии находился на большом расстоянии от вспышки, вызвавшей землетрясение.
Результаты изыскания, опубликованные 21 сентября в The Astrophysical Journal Letters, основаны на диагностической методике, именуемой гелиосейсмической голографией. Эта методика была введена в 1900-х годах ученым из Франции Франсуазой Роддье. Разрабатывали ее американские ученые Чарльз Линдси и Дуглас Браун, ныне работающие в NorthWest Research Associates в Боулдере (Колорадо).
Что говорят авторы исследования
«Это первая гелиосейсмическая диагностика. Она была разработана специально для выявления расположения возрождаемых источников», - заявил Браун. «Мы не можем видеть внутренние зоны Солнца напрямую. Звезда непрозрачна для фотонов, с помощью которых мы изучаем ее поверхность», - сказал соавтор исследования Буйтраго-Касас Хуан Камило из Калифорнийского университета.
«Используя сейсмические волны, мы можем понять, что в недрах Солнца происходит. Эти волны на поверхности звезды создают рябь, идентичную той, которую вызывают землетрясения на Земле, - говорит Беркли, докторант физики из Колумбии. - Большой взрыв, например вспышка, вызывает мощный акустический импульс в Солнце, чью последующую сигнатуру мы можем использовать для более детального картирования источника. Основная идея нашей статьи заключается в том, что источник находится в глубине объекта. Мы сообщаем о самом глубоком источнике акустических волн, который был обнаружен в Солнце».
Как появляется рябь на поверхности Солнца
Солнечные вспышки, вызывающие землетрясения на звезде, излучают акустические волны. Нисходящие волны проходят через зоны с постоянно увеличивающейся температурой, их пути искривляются из-за преломления, и они возвращаются к поверхности звезды. После они на этой поверхности производят рябь, подобную той, которая наблюдается после того, как в пруд бросили камень. От взрыва до возникновения ряби проходит всего 20 минут.
«Рябь - это след волн, которые глубоко спустились под активную зону, а затем возвратились на поверхность звезды через некоторое время, - сказал Линдси. – Анализ ряби на поверхности Солнца может точно выявить источник взрыва».
«Мы раньше считали, что волны, которые испускают акустически активные вспышки, в недра Солнца вводятся сверху. То, что мы обнаружили, является доказательством того, что некоторые из источников вспышек размещены далеко под фотосферами, - сказал Мартинес Оливерос Хуан Карлос, исследователь из Лаборатории космических наук Калифорнийского института в Беркли. - Кажется, что вспышки являются предвестником переходного акустического процесса. Внутри Солнца происходит какой-то еще процесс, который генерирует, по крайней мере, некоторую часть сейсмических волн».
«Мы обнаружили акустические волны, которые происходят от вспышек, 20 лет назад. С тех пор мы по горизонтали визуализируем их источники. Но мы недавно выяснили, что часть этих источников расположена в глубине Солнца, - сказал Линдси. – Теперь мы сможем объяснить странное явление: часть акустических волн появляются из зон, где нет поверхностных локальных возмущений, которые мы можем видеть в электромагнитном излучении. Мы долгое время не могли понять, как это происходит».
Спонтанные акустические процессы
Благодаря данным, полученным со спутника NASA Solar Dynamics Observatory, ученые смогли отыскать источник взрыва, из-за которого появились сейсмические волны на 1000 км ниже фотосферы. По сравнению с радиусом Солнца, который равен почти 700 000 км, это небольшая глубина. И все же это намного глубже, чем было определено ранее.
Открытие подземных акустических источников поднимает вопрос о том, существуют ли случаи, когда переходные акустические процессы появляются спонтанно, без возмущений на поверхности звезды или вообще без взрывов.
«Если землетрясения на Солнце возникают спонтанно, мы можем их начать прогнозировать, - сказал Мартинес Оливерос. – Мы сумеем даже предсказать кое-какие детали о том, насколько большой будет активная зона, ее тип и даже какие виды вспышек она способна вызвать».
