Forskare från NJIT:s Center for Solar-Terrestrial Research ger några av de första detaljerade synpunkterna på de mekanismer som kan utlösa solflammor, kolossala utsläpp av magnetisk energi i solens corona som skickar energipartiklar som kan tränga in i jordens atmosfär inom en timme och störa satelliter i omloppsbana och elektronisk kommunikation på marken.

Nyligen tagna bilder tagna av universitetets 1,6-meters New Solar Telescope at Big Bear Solar Observatory (BBSO) har avslöjat uppkomsten av småskaliga magnetiska fält i de nedre delarna av koronan som forskarna säger kan vara kopplade till uppkomsten av en huvudflod . Studien inkluderar också de första vetenskapliga bidragen från NJIT:s nyligen beställda Extended Owens Valley Solar Array (EOVSA).

"Dessa mindre magnetfält uppträder som prekursorer till flare genom att återansluta med varandra - bryta isär och bilda nya förbindelser - i en redan stressad magnetisk miljö. Detta sätter scenen för en större energifrisättning, " noterar Haimin Wang, framstående professor i fysik vid NJIT och den ledande författaren till ett papper som publicerades denna vecka i tidningen Natur Astronomi . Studien, finansierat av National Science Foundation och NASA, genomfördes i samarbete med kollegor i Japan och Kina.

"Genom våra mätningar, vi kan se uppkomsten av fina magnetiska kanalstrukturer före flamman, som innehåller blandade positiva och negativa magnetiska polariteter, " tillägger Wang. "Vi ser då en kraftig vridning i magnetlinjerna som skapar instabilitet i systemet och kan utlösa utbrottet."

Medan solutbrott generellt tros drivas av vad som kallas fri energi - energi lagrad i koronan som frigörs av vridande magnetfält - menar författarna att uppbyggnaden av koronal energi i den övre atmosfären ensam kanske inte är tillräcklig för att utlösa en flare. I sin studie av en långvarig flare den 22 juni, 2015, de observerade i oöverträffad detalj uppkomsten i den lägre atmosfären av vad de kallar prekursorer, eller "uppljusningar före blossning, " i olika våglängder.

Det finns väldokumenterade perioder då blossningar inträffar oftare än normalt, men det har hittills varit svårt att avgöra exakt när och var en viss flare kan initieras. BBSO:s senaste studie av en flares magnetiska utveckling, förstärkt av samtidiga mikrovågsobservationer från EOVSA, har kunnat fastställa tidpunkten och platsen för den magnetiska återkopplingen före blossen.

"Vår studie kan hjälpa oss att förutsäga bloss med mer precision, " säger Wang.

En medförfattare till artikeln, Kanya Kusano från Nagoya University, jämförde BBSO:s observationer med hans numeriska simulering av utlösningsprocessen av solflammor.

"Jag fann att observationsresultatet är mycket väl förenligt med simuleringen, ", konstaterar han. "Detta indikerar tydligt att dessa magnetiska kanalstrukturer med blandad polaritet är typiska för det stressade magnetfältet som utlöser solflammor."