Что нового мы узнали о Солнце. 10 важных открытий, сделанных в 2023 году

Ученым трудно точно определить, как оно работает. Мы постоянно узнаем что-то новое о нашей родной звезде, и 2023 год не стал исключением. Вот 10 главных вещей, которые мы узнали о Солнце в этом году.

1. Солнечный максимум уже не за горами

Главные новости о Солнце в этом году заключаются в том, что оно быстро, быстрее изначально предсказанного, приближается к максимуму, и что он будет более взрывоопасным.

Когда в 2019 году начался текущий солнечный цикл, прогнозы ученых, занимающихся космической погодой, предполагали, что максимум наступит где-то в 2025 году и будет относительно слабым по сравнению с прошлыми. Однако многочисленные предупреждающие знаки этого года, в том числе рост количества солнечных пятен, мощные вспышки X-класса и изменения в верхних слоях атмосферы Земли, намекали на то, что все развивается не так, как ожидалось.

Взрывной пик, скорее всего, наступит к 2024 году и будет более активным, чем предполагал первоначальный прогноз. Когда наступит солнечный максимум, мы можем ожидать новых солнечных бурь, которые приведут к частым проявлениям полярных сияний, отключениям радиосигналов, потенциальным проблемам со спутниками и нарушениям в моделях миграции некоторых животных.

2. Солнце меньше, чем считалось

Как показало исследование, внешний край солнечной атмосферы, короны, простирается не так далеко, как думали ученые ранее.

До недавнего времени лучшим способом измерения солнечной короны было наблюдение ее во время солнечного затмения. Но новые технологии позволили ученым измерить колебания, которые проходят через корону. Эти волны распространяются не так далеко, как ожидалось.

Разница между новыми результатами и предыдущими оценками относительно невелика: Солнце, вероятно, где-то на 0,03–0,07% меньше. Однако ученые говорят, что это может иметь большое значение в том, как мы изучаем нашу звезду.

3. На Солнце тоже есть полярные сияния

Ранее считалось, что в Солнечной системе полярные сияния возникают только на некоторых планетах и лунах. Но исследование показало, что на Солнце тоже есть полярные сияния (хотя они отличаются от тех, которые мы видим на Земле).

Астрономы обнаружили потрескивающие над солнечным пятном радиовсплески после того, как навели радиотелескоп на темное пятно. Частоты радиоволн были очень похожи на длины волн, излучаемые полярными сияниями на Земле.

На Земле полярные сияния рождаются, когда солнечные бури и солнечный ветер обрушиваются на нашу планету и временно ослабляют наш магнитный щит, что позволяет солнечному излучению возбуждать молекулы газа в верхних слоях атмосферы. Однако исследователи полагают, что солнечные полярные сияния создаются электронами, которые ускоряются до невероятно высоких скоростей вдоль линий магнитного поля Солнца.

4. Обнаружена самая большая солнечная буря в истории

Исследователи обнаружили, что около 14 000 лет назад на Землю обрушился сверхмощный солнечный шторм, «Событие Мияке». По мнению экспертов, это могла быть самая мощная солнечная вспышка, когда-либо поразившая Землю.

Исследователи нашли доказательства катастрофического события, скрывающиеся в кольцах окаменелых деревьев, которые недавно были обнаружены во французских Альпах. Все сохранившиеся растения имели запредельные уровни радиации в одних и тех же кольцах. Подобная солнечная буря сегодня была бы гибульной для нашего современного технологического общества.

5. Древние «супервспышки», возможно, породили жизнь на Земле

«Супервспышки» раннего гиперактивного Солнца могли обеспечить энергию, необходимую для зарождения жизни на Земле миллиарды лет назад.

Исследователи воссоздали раннюю атмосферу Земли в лаборатории, выпустили туда заряженные частицы и обнаружили, что это создало как аминокислоты, так и карбоновые кислоты — строительные блоки для белков и всей органической жизни.

Подобные эксперименты по воссозданию молнии также привели к созданию этих соединений в лаборатории. Но команда утверждает, что удары молний не дали бы такой мощности, как супервспышки молодого Солнца. Однако, прежде чем можно будет сделать какие-либо конкретные выводы, необходимо провести гораздо больше исследований.

6. «Призрачные частицы» могут раскрыть скрытую темную материю

Солнце, возможно, таит скрытые частицы темной материи в своих огненных недрах, а нейтрино, «частицы-призраки», испускаемые Солнцем, могут стать ключом к их обнаружению, предполагает исследование.

Темная материя — это неуловимый тип материи, чья природа до сих пор остается загадкой. Темная материя не взаимодействует с обычной материей или светом, но теоретически предполагается, что когда это происходит, она испускает нейтрино, которые почти не имеют массы и электрического заряда. Исследователи предположили, что ядро Солнца может иметь высокую концентрацию темной материи, и, если это так, они предсказывают, что время от времени оно будет излучать немного больше нейтрино, чем обычно. Однако эти дополнительные нейтрино до сих пор не обнаружены.

7. Существует аномалия солнечного цикла, и она очень древняя

В настоящее время Солнцу требуется около 11 лет, чтобы завершить один солнечный цикл, в течение которого оно переходит от солнечного минимума к солнечному максимуму и обратно. Новое исследование, предполагает, что прошлые циклы могли быть намного короче.

Ученые изучили древние тексты, найденные в Корее, которые содержат подробные описания полярных сияний во время минимума Маундера — периода пониженной солнечной активности между 1645 и 1715 годами. Обнаружилось, что солнечные циклы в это время, вероятно, длились всего восемь лет. Ученым не удалось объяснить, почему солнечный цикл сократился в этот период.

8. Загадка «сердцебиения» Солнца решена

Более десяти лет ученые размышляли о происхождении загадочных паттернов, похожих на сердцебиение, в потоках электромагнитного излучения, исходящего от Солнца во время солнечных вспышек.

Потоки радиации обычно непрерывно исходят от Солнца. Но иногда в потоке наблюдаются колебания, квазипериодические пульсации, которые при просмотре на графике похожи на электрокардиограмму человеческого сердца.

В этом году ученые исследовали некоторые из этих загадочных закономерностей, образовавшихся во время солнечной вспышки 2017 года. Они обнаружили, что узоры создаются колебаниями невидимых полей электрического тока, которые проходят через петли плазмы на поверхности Солнца.

9. На Солнце есть «падающие звезды»

Ученые объявили об открытии новой особенности солнечной короны — «падающих звездах».

Эти «звезды» представляют собой сгустки плазмы, которые падают через верхние слои солнечной атмосферы, подобно метеорам, летящим на Землю, поскольку они холоднее окружающей плазмы и, следовательно, плотнее.

Эти плотные плазменные шары могут достигать 700 километров в поперечнике и, кажется, падают вдоль силовых линий магнитного поля на поверхности Солнца. Ученые назвали это явление «корональным дождем».

10. Обнаружены мини-джеты солнечного ветра

Исследователи стали на шаг ближе к окончательному раскрытию происхождения крупных потоков солнечных частиц, солнечного ветра, которые вылетают из солнечной короны.

Солнечный орбитальный аппарат Европейского космического агентства обнаружил крошечные струи плазмы, пикоджеты, вылетающие из темных пятен на Солнце, корональных дыр. Мини-джеты меньше, чем другие солнечные джеты, но все же обладают мощностью, и исследователи полагают, что они обеспечивают необходимую энергию для запуска порывов солнечного ветра. Пикоджеты также могут объяснить, почему внешняя корона горячее, чем предполагается расчетами.