12.06 - 21:35

Астрофизики восстановили трехмерную структуру ударных волн на Солнце


 

Ученые разработали новый метод трехмерной реконструкции движения ударных волн в короне Солнца, которые возникают во время корональных выбросов массы. Полученные результаты могут помочь в понимании и прогнозировании экстремальных космических погодных явлений, влияющих на работу аппаратуры как на орбите Земли, так и на ее поверхности, сообщают авторы в The Astrophysical Journal.

Корональный выброс массы — это один из видов активности Солнца и других светил, который заключается в отделении заметного количества плазмы и связанных с ней магнитных полей от внешних слоев звезды. Эти события часто происходят вслед за солнечными вспышками и сопровождаются появлением протуберанцев — сгустков относительно холодного вещества фотосферы Солнца, поднимающихся над ее поверхностью в область горячей короны.

Во время коронального выброса выделяется большое количество энергии в разных видах. Одно из сопутствующих явлений — возникновение крупномасштабных ударных волн в короне, которые можно наблюдать в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (длины волн от 121 до 10 нанометров). Такие волны, имеющие магнитозвуковую природу, впервые были зафиксированы при помощи спутника SOHO в конце XX века.

Отделяющиеся от Солнца облака плазмы могут разгоняться до тысяч километров в секунду и при взаимодействии с Землей и ее магнитосферой вызывать магнитные бури. Потоки заряженных частиц могут повредить электронику на борту высокоорбитальных спутников, а в случае особо сильных событий способны повлиять на работу и наземной аппаратуры. Сопутствующая выбросу волна также может путешествовать вместе с плазмой в межпланетном пространстве и принимать участие в ускорении частиц.

Такие волны изучают при помощи космических аппаратов, чувствительных к ультрафиолетовому излучению, но на отдельном изображении будет видна только проекция фронта волны вдоль луча зрения, что не позволяет узнать всю структуру изучаемого явления. В 2006 году в космос была выведена миссия NASA STEREO, состоящая из двух одинаковых телескопов, один из которых постоянно немного обгоняет Землю при движении по орбите, а второй чуть отстает, в результате чего угол между ними увеличивается примерно на 45 градусов в год. Благодаря этому появляется возможность одновременно наблюдать Солнце из разных точек.

Самостоятельной проблемой является нечеткая форма возмущения, что значительно затрудняет процесс отождествления объектов на изображениях с разных инструментов, из-за чего попыток использовать стереоскопический эффект для восстановления структуры волн в ультрафиолете принималось достаточно мало. Как следствие, ученые приходили к противоречивым результатам: в частности, высота волнового фронта в разных работах оценивалась от 35 до 150 тысяч километров.

Ученые из Сколтеха, Грацского университета имени Карла и Франца, а также Королевской обсерватории Бельгии под руководством профессора Сколтеха Татьяны Подладчиковой на основе полученных STEREO данных разработали новый метод реконструкции возмущений короны Солнца, которые наблюдаются в экстремальном ультрафиолете. Исследователи придумали два способа отождествления волнового фронта, один из которых годится для начала процесса, когда космические аппараты видят его совсем по-разному, а второй применим для поздней стадии, когда фронт расширяется и становится похож на обоих кадрах, но диффузен и слаборазличим. Метод применили ко двум корональным выборам массы, которые произошли 7 декабря 2007 года и 13 февраля 2009 года.

На начальном этапе развития волны авторы использовали методы стандартной в контексте обработки стереоизображений эпиполярной геометрии, но дополнили их анализом профилей возмущений интенсивности, полученных по разным направлениям, исходящим из точки происхождения коронального выброса. Такая комбинация позволила в большинстве случае в автоматическом режиме установить местоположение фронта и его высоту, однако на некоторых участки фронта эта задача становилась некорректной, из-за чего решение становилось неединственным, а результаты крайне ненадежными.
Второй этап обрабатывался при помощи метода кольцевого анализа (ring analysis), который заключается в попиксельном интегрировании интенсивностей в небольших областях волнового фронта на изображениях с обоих аппаратов. Сравнение получающихся значений позволяет отождествить искомые области, так как на поздних этапах развития возмущения оно расширяется и похоже выглядит с точки зрения обоих инструментов.

Согласно результатам фронты волны в начале достигают 100 тысяч километров в высоту, но в течение 20 минут уменьшаются в несколько раз. Использование стереоскопического эффекта позволило уточнить динамику событий. Оказалось, что скорости фронтов оцениваются от 206 до 266 километров в секунду. При этом оценки скорости разработанными ранее методами, не учитывающими трехмерную структуру возмущений, приводили к ошибкам до 25 процентов.

«Оценка 3D-структуры и высоты магнитозвуковых ударных волн, наблюдаемых в крайнем ультрафиолете, — это нетривиальная задача. Поскольку плазма является оптически прозрачной на наблюдаемых длинах волн, измеряемый сигнал отражает излучение, которое интегрируется вдоль линии зрения спутника, что существенно затрудняет идентификацию объектов на разных изображениях, — рассказывает первый автор статьи Татьяна Подладчикова. — Предлагаемый подход основан на комбинации методов геометрии стереозрения с дополнительными тонкими инструментами фильтрации шумов и может быть полезен для изучения и прогнозирования экстремальных космических погодных явлений».

В прошлом году был запущен зонд «Паркер», который будет исследовать Солнца с близкого расстояния. О ее научной программе мы писали в материале «Навстречу солнечному ветру». Об иногда появляющихся в короне Солнца дырах мы просили рассказать физика Сергея Богачева. Данные с аппаратов STEREO также использовали для тренировки системы машинного обучения, которая успешно справилась с задачей определения расположения пятен на обратной стороне звезды.

https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Forbes назвал самых высокооплачиваемых звезд

Лидировала в этом году поп-исполнительница Тейлор Свифт. Она заработала за год $185 миллионов.
Подробнее »»

Как приготовить консервированную кукурузу на зиму: пошаговый рецепт

Рецепт полезной заготовки на зиму от телеведущего Сергея Ливадного
Подробнее »»

Отказ от этого продукта способен излечить акне за месяц

Дерматологи и диетологи уже несколько лет обсуждают связь между появлением акне (угревой болезни) у взрослых и наличием в рационе молока.
Подробнее »»

У подростка из-за фастфуда образовалась редкая форма язвы

Молодого человека спасли специалисты Морозовской детской больницы.
Подробнее »»

Красные бусы... на болоте

Жила-была в деревне красавица крестьянка. Глаза голубые в пол-лица, брови соболиные, румянец во всю щёку, коса до пояса, сарафан, расшитый всеми цветами радуги, а на шее бусы красные в два ряда обвиты.
Подробнее »»

Читайте также:
18.07 - 16:29

Отношения: как отказаться от секса

Приходилось ли вам быть в такой ситуации, когда нужно было отказаться от секса?
Подробнее »»

18.07 - 16:04

Количество заболевших корью в Африке выросло на 700%

Количество случаев заболевания корью в некоторых частях Африки возросло на 700 процентов, а доступ к вакцинам затруднен.
Подробнее »»

18.07 - 15:58

Правда и мифы о целлюлите: почему появляется и можно ли от него избавиться — разбираем с экспертом 

Такая проблема, как целлюлит, мучает девушек по всему миру.
Подробнее »»

18.07 - 15:02

Топ-5 ежедневных привычек, которые помогут продлить молодость кожи надолго

Фраза «В 20 лет у тебя лицо, которое дала тебе природа, в 30 лет у тебя лицо, которое вылепила жизнь, а в 50 - лицо, которого ты заслуживаешь» не лишена смысла – наши ежедневные привычки, уход, слабости и ошибки напрямую связаны с тем, ч
Подробнее »»

18.07 - 14:26

Что делать, если не хочется завтракать: ответ диетолога Светланы Фус

Диетолог "Зважені та щасливі" 9-й сезон поделилась секретами здорового завтрака
Подробнее »»

18.07 - 14:04

Редька

Редька известна людям с незапамятных времён. Ещё в Древнем Египте её включали в рацион строителей пирамид наравне с чесноком и капустой.
Подробнее »»

18.07 - 13:40

Ученые советуют употреблять в пищу некоторых насекомых

Говорят, кузнечики и муравьи полезнее, чем многие привычные нам продукты питания.
Подробнее »»

18.07 - 13:06

Повседневные привычки, помогающие защитить планету.

Как сделать мир чище
Подробнее »»

18.07 - 12:27

5 продуктов, увеличивающих число «хороших» бактерий

Огромное количество научных исследований показало, что от количества и разновидностей «хороших» бактерий в кишечнике зависят многие аспекты нашего здоровья.
Подробнее »»

18.07 - 12:07

Ешь все и худей: что такое фастинг и как он помогает стать стройной?

Хочешь избавиться от лишних килограммов без лишних затрат сил? Присоединяйся к любителям интервального голодания!
Подробнее »»

18.07 - 11:57

Помаду вам надо: оттенки, которые подходят каждой 

Полноценный макияж просто невозможен без средства для губ, которым может оказаться как блеск, так и классическая помада.
Подробнее »»

18.07 - 10:24

Вареная кукуруза, креветки и трубочки со сгущенкой: ТОП самых опасных летних продуктов

Некоторая еда в жару может вызвать сильное отравление
Подробнее »»

18.07 - 10:03

Назван чудо-продукт, который может отложить менопаузу на полтора года

Ученые заметили, что у женщин, в ежедневный рацион которых входили бобовые, менопауза наступала на полтора года позже среднего возраста.
Подробнее »»

18.07 - 09:38

10 сезонных продуктов, которые нужно обязательно включить в рацион

О продуктах, которые ни в коем случае нельзя пропустить, рассказывает Women’sHealth.
Подробнее »»

18.07 - 09:03

Beauty-гид: как правильно спасаться от солнца в городе

Если ты перестала ходить в солярий и грезить золотистым загаром – это большой шаг навстречу здоровью кожи, но А-лучи, вызывающие рак и старение, догоняют нас и в повседневной жизни. Разберемся, как обезопасить себя
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...