Солнечная вспышка
Со́лнечная вспы́шка, быстрое увеличение яркости части поверхности Солнца и его атмосферы в широком диапазоне спектра электромагнитного излучения (от радиоволн до жёсткого гамма-излучения). Солнечная вспышка – самое мощное из всех проявлений солнечной активности, средняя мощность энерговыделения составляет около 1022 Вт при длительности от 10 до 103 c. Во время импульсной (взрывной) фазы развития солнечной вспышки её мощность достигает существенно бóльших значений, но не превышает сотых долей процента от мощности полного излучения Солнца в видимом диапазоне, в котором преимущественно ведутся наземные наблюдения солнечных вспышек (линия водорода Нα, магниточувствительные линии железа Fe I, белый свет). Часто солнечные вспышки наблюдаются в виде двух лент повышенной яркости хромосферы Солнца, расположенных в областях с противоположной полярностью магнитного поля. Радионаблюдения подтвердили связь солнечных вспышек с солнечными магнитными полями.
Наблюдения Солнца с космических аппаратов показали, что в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах поток энергии от Солнца во время солнечных вспышек увеличивается в тысячи раз. Этот факт свидетельствует о том, что солнечная вспышка – явление, происходящее преимущественно в короне Солнца, а не в хромосфере, как считалось ранее. Значительная часть энергии солнечной вспышки выделяется в виде выбросов плазмы со скоростями порядка 1000 км/c из короны в межпланетное пространство (корональные выбросы массы). Энергия солнечных космических лучей во время солнечной вспышки может достигать десятков ГэВ. Эти заряженные частицы (в основном протоны), а также выбросы плазмы, ударные волны и жёсткое электромагнитное излучение оказывают сильное воздействие на околоземное космическое пространство, определяя космическую погоду. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучение солнечной вспышки вызывает возмущения в ионосфере Земли, что может приводить к нарушениям радиосвязи, сбоям в работе радионавигационных приборов кораблей и самолётов, авариям на длинных линиях электропередач. Частицы высоких энергий, проникая в верхние слои атмосферы Земли, разрушают озоновый слой.
Большие солнечные вспышки, описанные выше, происходят редко: в среднем примерно 1 раз в год, причём преимущественно в годы максимума солнечной активности. Вспышки меньших размеров происходят часто и буквально заполняют солнечную корону. Масштаб самых малых вспышек до сих пор уточняется. Чем выше пространственное и временно́е разрешение современных телескопов, тем более мелкие вспышки удаётся наблюдать и изучать. Энергия таких вспышек не превышает 10–9 от энергии большой солнечной вспышки. Поэтому их условно называют «нановспышками». Принципиально важно, что распределение солнечных вспышек по их энергии описывается единым степенным законом. Это говорит о том, что при всём своём огромном многообразии солнечные вспышки подчиняются вполне определённому закону подобия. Следовательно, существует единый физический механизм, отвечающий за их природу и работающий в очень широком диапазоне условий.
Современные многоволновые наблюдения свидетельствуют о том, что источник энергии солнечных вспышек расположен над аркадой корональных петель, которые опираются на вспышечные ленты в хромосфере; солнечная вспышка черпает свою энергию из магнитных полей нижней части солнечной короны. Здесь в результате процессов в фотосфере перед солнечной вспышкой накапливается избыточная магнитная энергия, которая во время солнечной вспышки превращается в кинетическую энергию выбросов плазмы и заряженных частиц, а также в мощные потоки тепла и излучения. Такое преобразование энергии осуществляется благодаря магнитному пересоединению. Часть ускоренных заряженных частиц уходит в межпланетное пространство, другая часть – в плотные слои атмосферы Солнца, где возникает нагрев вещества, приводящий к образованию вспышечных лент. Воздействие потоков энергии из области пересоединения на атмосферу Солнца приводит к возникновению сложной наблюдаемой картины солнечной вспышки.
