Ученые НИУ ВШЭ создают модель, определяющую потенциальную возможность солнечных вспышек

© iStock

Совместное исследование ученых НИУ ВШЭ и астрофизиков Института космических исследований РАН и МГУ позволит в долгосрочной перспективе предсказывать возможность появления мерцающих солнечных вспышек. Они зарождаются в нижних слоях звездной атмосферы, где формируется непрерывный свет видимого спектра. Работа выполнена при поддержке мегагранта правительства РФ в рамках нацпроекта «Наука и университеты».  Результаты опубликованы в научном журнале  Physica D: Nonlinear Phenomena.

Одним из общепринятых положений современной астрофизики относительно солнечных вспышек является то, что в момент вспышки выделение энергии происходит в результате магнитного пересоединения — разрыва силовых линий магнитного поля в нулевых точках. В этих точках магнитная индукция равна нулю, и в результате бифуркации силовые линии (интегральные кривые) образуют новую топологическую конфигурацию, которая обладает меньшей размерностью. Высвобождающийся при этом избыток энергии расходуется на интенсивное излучение электромагнитных волн в различных диапазонах спектра, нагрев плазмы, ускорение заряженных частиц до высоких энергий и т.п. Информация о количестве и расположении нулевых точек магнитной индукции критически важна при анализе процессов магнитного пересоединения.

В своей работе российские исследователи рассмотрели так называемые анемоны — мерцающие  вспышки небольшой энергии.

Совместно с астрофизиками Института космических исследований РАН и МГУ Юрием Думиным и Борисом Сомовым научные сотрудники Международной лаборатории динамических систем и приложений НИУ ВШЭ — Нижний Новгород Евгений Жужома и Владислав Медведев рассмотрели топологическую структуру для точечно-зарядной модели магнитного поля областей фотосферы. В исследовании использовались методы теории динамических систем Морса — Смейла для произвольного количества зарядов (безотносительно к их местоположению) и не учитывалась потенциальность поля (не применялись конкретные формулы). 

«Мы даем оценки, связывающие количество зарядов определенного типа с количеством нуль-точек. Для граничных оценок описываем топологическую структуру магнитного поля и приводим бифуркации рождения большого числа сепараторов. Вместе с коллегами из ИКИ РАН мы продолжим эту работу и, надеюсь, в долгосрочной перспективе сможем предсказывать возможность появления мерцающих солнечных вспышек, которые влияют на огромное число аспектов жизни на Земле. Вызываемые ими магнитные бури отражаются на качестве связи, на здоровье людей. Поток частиц высокой энергии, который образуется после солнечных вспышек, деформирует магнитное поле, которое, как известно, защищает Землю от смертоносных космических излучений», — комментирует Евгений Жужома.