СОЛНЦЕ

[АниКей]

ГлавнаяНаука
Наблюдения за Солнцем помогли доказать существование сверхредкой ядерной реакции

Сверхлегкие частицы-нейтрино могут вступать в реакции с атомами одного из стабильных изотопов углерода


10 декабря, 19:39

МОСКВА, 10 декабря. /ТАСС/. Физики впервые использовали вырабатываемые Солнцем сверхлегкие частицы-нейтрино для подтверждения гипотезы о том, что эти частицы могут вступать в очень редкие ядерные реакции с атомами одного из стабильных изотопов углерода. Этот эксперимент расширил представления ученых о свойствах и поведении данного класса элементарных частиц, сообщила пресс-служба Оксфордского университета.
"Наблюдения за солнечными нейтрино на нашей предыдущей установке SNO уже принесли Нобелевскую премию по физике 2015 года. За последующие годы наше понимание свойств солнечных нейтрино настолько улучшилось, что мы недавно впервые использовали эти частицы в качестве инструмента для изучения редких ядерных реакций", - заявил профессор Оксфордского университета Стивен Биллер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняет профессор Биллер, детектор нейтрино SNO+, построенный глубоко под землей в канадском Садбери в 2017 году, представляет собой гигантскую сферу из акрила, заполненную жидким ароматическим углеводородом. Когда через толщу этой жидкости проходит нейтрино, в некоторых редких случаях оно сталкивается с одним из атомов водорода, что приводит к рождению нейтрона и вспышки света, которые фиксируются датчиками фотонов.
Помимо обычных "солнечных" нейтрино, возникающих в процессе слияния протонов, установка SNO+ также фиксирует прохождение через Землю и так называемых "борных" нейтрино. Так физики называют особый подкласс данных частиц, которые возникают в ядре Солнца в результате распада ядер атомов бора-8 на две альфа-частицы и электрон. Они представляют огромный интерес для изучения структуры ядра Солнца и проверки теоретических моделей.

Данные частицы, как обратили внимание физики, в теории должны также вступать в атомные реакции с еще одним типом атомов, который присутствует внутри сферы SNO+ - с ядрами углерода-13, тяжелого изотопа углерода, на долю которого приходится примерно 1% от общей массы этого элемента во Вселенной. Вероятность подобного события крайне низка, однако их достаточно легко обнаружить по вторичным вспышкам света, которые порождаются распадом нестабильного азота-13, возникающего в результате столкновения нейтрино и углерода-13.

Опираясь на эту идею, физики проанализировали данные, которые были собраны на SNO+ в промежутке между маем 2022 года и июнем 2023 года. Ученым удалось обнаружить следы примерно пяти столкновений "борного" нейтрино с углеродом-13, что в целом совпадает с 4-5 подобными событиями, предсказываемыми теорией. Это подтвердило существование данной сверхредкой ядерной реакции и указало на то, что нейтрино способны взаимодействовать с атомами углерода даже при очень низких энергиях, подытожили ученые.
О нейтрино
Нейтрино представляют собой самые легкие и многочисленные элементарные частицы, которые взаимодействуют с окружающей материей только посредством гравитации и так называемых слабых взаимодействий. В середине прошлого века физики выяснили, что существует три "сорта" подобных частиц - тау, электронные и мюонные нейтрино и антинейтрино.
Чуть позже ученые обнаружили в ходе наблюдений за потоком солнечных нейтрино, что разные сорта этих частиц способны периодически превращаться друг в друга. Сам факт существования этого процесса, так называемых "нейтринных осцилляций", указывает на то, что эти частицы обладают ненулевой массой, как раньше предполагали некоторые теоретики. Сейчас физики активно изучают эти превращения для определения массы каждого из трех типов нейтрино. 

[АниКей]

[АниКей]

rutab.net

Зонд Parker Solar Probe зафиксировал «разворот» солнечного ветра


В декабре 2024 года космический аппарат NASA Parker Solar Probe совершил рекордное сближение с Солнцем. Обработанные снимки, опубликованные 12 декабря 2024 года в The Astrophysical Journal Letters, показали ранее неизвестные детали поведения солнечной плазмы.

Изображение солнечной короны с наложением гелиосферного токового слоя. Позиция зонда Parker Solar Probe 23 (жёлтая), 24 (зелёная) и 25 (синяя) декабря показывает его быстрое перемещение. Автор: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae0d7d
Учёные обнаружили, что не весь магнитный материал, выброшенный во время коронального выброса массы (CME), уходит в космос. Часть его, в виде удлинённых сгустков плазмы, падает обратно на Солнце. Этот процесс, известный как «втекания» (inflows), впервые был детально зафиксирован с близкого расстояния инструментом WISPR с борта зонда.

Как пояснил Нур Равафи, научный руководитель миссии из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса, это «захватывающее, открывающее глаза» явление показывает, как Солнце постоянно перерабатывает свои корональные магнитные поля и материю.
Как это работает
Выброс CME часто запускается процессом магнитного пересоединения, когда скрученные силовые линии поля разрываются и перестраиваются, выбрасывая в космос облако заряженных частиц.

Схематичное изображение процесса коронального выброса массы (CME). Автор: NASA

Расширяющийся CME прорывается через магнитные поля Солнца в космос. Автор: NASA
По мере движения CME наружу он расширяется, что может приводить к разрыву соседних магнитных линий. Разорванные линии затем «сшиваются» обратно, образуя петли. Часть из них улетает в космос, а другая часть возвращается к Солнцу, формируя наблюдаемые «втекания».

«Оказывается, часть магнитного поля, высвобождаемого с CME, не улетает, как мы ожидали, — сказал Ангелос Вурлидас, научный руководитель инструмента WISPR. — Оно некоторое время задерживается и в итоге возвращается на Солнце для переработки, тонко изменяя форму солнечной атмосферы».

Возвращающаяся материя тянет за собой сгустки солнечного вещества, что меняет магнитный ландшафт в этой области. Это, в свою очередь, может незначительно изменить траекторию последующих корональных выбросов, что критически важно для прогнозирования их воздействия на планеты, включая Марс.
Новые данные помогут учёным улучшить модели космической погоды и лучше предсказывать её влияние на всю Солнечную систему.

[АниКей]

planet-today.ru

Земля и Солнечная система могли быть сформированы взрывом близлежащей звезды


Фото из открытых источников
Земля, возможно, обязана некоторыми своими свойствами близлежащей звезде, которая взорвалась как раз в момент формирования Солнечной системы. Эта закономерность, когда пузырь сверхновой окутал Солнце и осыпал его космическими лучами, может быть повсеместной в галактике, что подразумевает, что землеподобных планет может быть гораздо больше, чем считалось ранее.
Благодаря древним образцам метеоритов мы знаем, что Солнечная система когда-то была заполнена тепловыделяющими радиоактивными элементами, которые быстро распадались. Тепло от этих элементов выносило большое количество воды из космических камней и комет, которые объединились, чтобы сформировать Землю, обеспечивая планете необходимое количество воды для последующего развития жизни.
Однако остается неясным, как эти элементы попали в Солнечную систему. Многие из них обычно обнаруживаются при взрывах сверхновых, но моделирование близлежащих сверхновых с трудом воспроизводит точные соотношения радиоактивных элементов, которые, согласно образцам метеоритов, присутствовали в ранней Солнечной системе. Одна из проблем заключается в том, что эти взрывы, произошедшие неподалеку, могли быть настолько мощными, что разрушили бы хрупкую раннюю Солнечную систему еще до образования планет.
Теперь Рё Савада из Токийского университета в Японии и его коллеги обнаружили, что сверхновая могла бы обеспечить необходимые радиоактивные компоненты для Земли, не нарушая процесс формирования планет, если бы она находилась немного дальше.
В их модели сверхновая, расположенная примерно в 3 световых годах от Солнечной системы, могла бы производить необходимые радиоактивные элементы в двухэтапном процессе. Некоторые из них, такие как радиоактивный алюминий и марганец, образовывались бы непосредственно в сверхновой, а затем распространялись бы на ударных волнах от взорвавшейся звезды до Солнечной системы.
Затем высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами, исходящие от сверхновой, следовали бы за этими ударными волнами и сталкивались бы с другими атомами в еще формирующемся диске Солнечной системы из газа, пыли и камней, в результате чего образовывались бы оставшиеся необходимые радиоактивные элементы, такие как бериллий и кальций. «Предыдущие модели формирования Солнечной системы фокусировались только на впрыскивании материи. Я понял, что мы игнорировали высокоэнергетические частицы», — говорит Савада. «Я подумал: ,,А что, если молодая Солнечная система просто была поглощена этой ,,ванной" частиц?"»
Поскольку этот процесс работает со сверхновой, расположенной дальше, чем в предыдущих исследованиях, Савада и его команда подсчитали, что от 10 до 50 процентов звездных и планетных систем, подобных Солнцу, могли быть засеяны радиоактивными элементами таким образом и образовать планеты с земным содержанием воды. Для предыдущих моделей, с близкими сверхновыми, попадание под воздействие сверхновой было «как выигрыш в лотерею», — говорит Савада. Но перемещение сверхновой дальше подразумевает, что «рецепт образования Земли, вероятно, не является редкой случайностью, а универсальным процессом, происходящим по всей галактике», — говорит он.
«Это довольно новаторский подход, потому что это тонкий баланс между разрушением и созиданием», — говорит Козимо Инсерра из Кардиффского университета, Великобритания. «Необходимы правильные элементы и правильное расстояние».
Если этот механизм верен, он может помочь в будущих поисках землеподобных планет с помощью планируемых телескопов, таких как Обсерватория обитаемых миров НАСА, путем поиска следов древних сверхновых и обнаружения звездных систем, которые находились рядом с ними в то время, говорит Инсерра.

[АниКей]

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


Наука
ИИ научился восстанавливать 3D-структуру магнитного поля Солнца по снимкам с телескопа
13 декабря 2025 года, 09:00
Маша Иевлева
Ученые из Университета Гавайев создали ИИ-инструмент, который помогает строить трехмерные карты магнитного поля Солнца. Он работает с данными крупнейшего солнечного телескопа Daniel K. Inouye Solar Telescope на Гавайях.
Магнитное поле Солнца отвечает за солнечные вспышки и выбросы плазмы — именно они формируют космическую погоду и могут влиять на спутники, связь и энергосети на Земле. Но измерять это поле сложно: приборы показывают его наклон, однако не всегда ясно, в какую сторону оно направлено. 
Есть и еще одна сложность: когда ученые смотрят на Солнце, они видят сразу несколько слоев его атмосферы, и не всегда понятно, где именно — выше или ниже — находится конкретная магнитная структура. Солнечные пятна усложняют картину еще сильнее: их мощные магнитные поля искажают поверхность Солнца.
Чтобы решить эти проблемы, ученые разработали алгоритм машинного обучения под названием Haleakalā Disambiguation Decoder. Он использует простой физический принцип: линии магнитного поля всегда замкнуты и тянутся от одной области Солнца к другой, образуя петли. Зная это, ИИ может восстановить, как именно магнитное поле проходит в пространстве.
Метод уже проверили на компьютерных моделях Солнца — как в спокойных областях, так и в активных зонах с солнечными пятнами. Он хорошо работает и помогает разбирать детальные данные, которые сейчас получает телескоп Inouye. Кроме магнитного поля, этот подход позволяет оценивать и связанные с ним процессы, например электрические токи в солнечной атмосфере.
В практическом смысле такие 3D-карты означают более надежные прогнозы солнечной активности. Чем лучше ученые понимают магнитную «архитектуру» Солнца, тем раньше можно заметить признаки опасных событий — и тем больше времени остается, чтобы подготовить спутники и земную инфраструктуру к их последствиям.
Ранее на Солнце была зафиксирована первая вспышка класса X от крупнейшей группы пятен года.
Фото OHO—ESA/NASA