Semnale radio misterioase „asemănătoare unor bătăi de inimă” descoperite în interiorul unei erupții solare

• Astronomii examinează încă un semnal ciudat venit din spațiu.
• Privind la erupția solară, echipa a observat explozii radio cu un model de semnal care se repetă la fiecare 10 până la 20 de secunde.
• Modelul era „ca o bătaie a inimii”, spune Yuankun Kou, doctorand la Universitatea Nanjing din China și autorul principal al studiului.

Astronomii examinează încă un semnal ciudat venit din spațiu. De data aceasta, cercetătorii spun că semnalele radio au un model ciudat de „bătăi de inimă” – provenind de la o sursă din interiorul atmosferei Soarelui. Oamenii de știință au detectat semnalele în cadrul unei erupții solare de clasă C la peste 5.000 de kilometri deasupra suprafeței Soarelui. Detectarea și studierea semnalelor solare ar putea ajuta astronomii să înțeleagă proprietățile fizice care determină erupțiile solare – cele mai puternice explozii ale sistemului solar – să elibereze explozii gigantice de energie.

„Descoperirea este neașteptată”, a declarat Sijie Yu, astronom la Centrul pentru Cercetări Solare-Terrestre al Institutului de Tehnologie din New Jersey, într-un comunicat al universității. „Acest model de bătaie este important pentru înțelegerea modului în care energia este eliberată și disipată în atmosfera Soarelui în timpul acestor explozii incredibil de puternice de pe Soare. Cu toate acestea, originea acestor modele repetitive, numite și pulsații cvasi-periodice, a fost mult timp un mister și o sursă de dezbatere în rândul fizicienilor solari.”

Exploziile radio solare reprezintă o emisie puternică de unde radio de la Soare. Astronomii le asociază de obicei cu erupțiile solare. Atunci când sunt eliberate, acestea emit semnale cu modele repetitive.

Cercetătorii au descoperit semnalele modelului în timp ce studiau observațiile unui eveniment de erupție solară din 13 iulie 2017, cu ajutorul telescopului Expanded Owns Valley Solar Array (EOVSA). EOVSA privește Soarele într-o frecvență de peste 1 până la 18 gigahertzi. Acesta este sensibil la radiațiile radio eliberate de electronii de mare energie din atmosfera Soarelui. Electronii de înaltă energie sunt energizați în special atunci când are loc o erupție solară.

Privind la erupția solară, echipa a observat explozii radio cu un model de semnal care se repetă la fiecare 10 până la 20 de secunde. Modelul era „ca o bătaie a inimii”, spune Yuankun Kou, doctorand la Universitatea Nanjing din China și autorul principal al studiului.

Astronomii au detectat de fapt 2 bătăi de inimă

Echipa a descoperit un semnal puternic de pulsație cvasi-periodică (QPP) la baza foii de curent electric care se întindea pe o distanță de peste 25.000 de kilometri prin regiunea de erupție din miezul erupției, unde liniile de câmp magnetic opuse au intrat în contact înainte de a se rupe și a se reconecta. Această activitate a acumulat energie care ar fi alimentat erupția solară. Un singur semnal de bătăi de inimă ar fi fost suficient de interesant, dar cercetătorii au găsit în curând un al doilea semnal care pulsa într-un mod similar.

„Semnalele provin probabil din reconectări magnetice cvasi-repetitive la nivelul foii de curent de erupție”, explică Yu. „Aceasta este prima dată când a fost detectat un semnal radio cvasi-periodic localizat în regiunea de reconectare. Această detecție ne poate ajuta să determinăm care dintre cele două surse a cauzat-o pe cealaltă.”

Cu ajutorul telescopului EOVSA, cercetătorii au măsurat spectrul energetic al electronilor la cele două surse radio. „Imagistica spectrală a EOVSA ne-a oferit noi diagnostice rezolvate spațial și temporal ale electronilor nontermici ai erupției… Am constatat că distribuția electronilor de înaltă energie din QPP principal variază în fază cu cea a sursei QPP secundare în foaia de curent electronic”, spune coautorul studiului Bin Chen, profesor asociat de fizică la Institutul de Tehnologie din New Jersey. „Acesta este un indiciu puternic că cele două surse QPP sunt strâns legate între ele”.

Oamenii de știință își creează propriile modele de erupții solare

Echipa a creat, de asemenea, o modelare numerică 2.5D a erupției solare folosind observațiile făcute de satelitul GOES al Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice. Satelitul poate măsura emisiile de raze X moi din atmosfera Soarelui în două benzi de energie diferite.

Rezultatele arată că în foaia de curent se formează „insule” magnetice sau structuri asemănătoare unor bule care se deplasează cvasi-periodic spre regiunea de erupție.

„Apariția unor insule magnetice în cadrul foii de curent cu întindere lungă joacă un rol cheie în modificarea ratei de eliberare a energiei în timpul acestei erupții”, explică Xi Cheng, profesor de astronomie la Institutul de Tehnologie din New Jersey. „Un astfel de proces cvasi-periodic de eliberare a energiei duce la o producție repetată de electroni de înaltă energie, care se manifestă sub forma unor QPP-uri în lungimile de undă de microunde și de raze X slabe”.

Potrivit autorilor studiului, descoperirile oferă o nouă perspectivă asupra a ceea ce determină apariția erupțiilor solare. Yu adaugă că „acest studiu determină o reexaminare a interpretărilor evenimentelor QPP raportate anterior și a implicațiilor acestora asupra erupțiilor solare”.

Studiul este publicat în revista Nature Communications.