En dramatisk magnetisk maktkamp vid solens yta ligger i hjärtat av solutbrott, ny forskning med hjälp av NASA -data visar. Verket belyser rollen som solens magnetiska landskap, eller topologi, i utvecklingen av solutbrott som kan utlösa rymdväderhändelser runt jorden.

Forskarna, ledd av Tahar Amari, en astrofysiker vid Centrum för teoretisk fysik vid École Polytechnique i Palaiseau Cedex, Frankrike, betraktas som solfacklor, som är intensiva utbrott av strålning och ljus. Många starka soluppblåsningar följs av en koronal massutkastning, eller CME, en massiv, bubbelformat utbrott av solmaterial och magnetfält, men vissa är inte - det som skiljer de två situationerna är inte klart förstått.

Med hjälp av data från NASAs Solar Dynamics Observatory, eller SDO, forskarna undersökte en solfläckgrupp i oktober 2014 i storlek Jupiter, ett område med komplexa magnetfält, ofta platsen för solaktivitet. Detta var den största gruppen under de senaste två solcyklerna och en mycket aktiv region. Även om förhållandena verkade mogna för ett utbrott, regionen producerade aldrig en större CME på sin resa över solen. Det gjorde, dock, avger en kraftfull X-klass bloss, den mest intensiva klassen av bloss. Vad avgör, forskarna undrade, om en flare är associerad med en CME?

Teamet av forskare inkluderade SDO:s observationer av magnetfält vid solens yta i kraftfulla modeller som beräknar magnetfältet för solens korona, eller övre atmosfär, och undersökte hur det utvecklades under tiden strax före blosset. Modellen avslöjar en strid mellan två nyckelmagnetiska strukturer:ett vridet magnetrep - känt för att vara associerat med uppkomsten av CME - och en tät bur av magnetfält som ligger över repet.

Forskarna fann att denna magnetiska bur fysiskt hindrade en CME från att bryta ut den dagen. Bara timmar innan uppblossningen, solfläckens naturliga rotation förvrängde magnetlinan och den växte sig allt mer vriden och instabil, som ett tätt lindat gummiband. Men repet bröt aldrig ut från ytan:deras modell visar att det inte hade tillräckligt med energi för att bryta igenom buren. Det var, dock, tillräckligt flyktig så att den surrade genom en del av buren, utlöser den starka soluppblåsningen.

Genom att ändra burens villkor i deras modell, forskarna fann att om buren var svagare den dagen, en stor CME skulle ha utbrott den 24 oktober, 2014. Gruppen är intresserad av att vidareutveckla sin modell för att studera hur konflikten mellan magnetburen och repet spelar ut i andra utbrott. Deras resultat sammanfattas i ett papper publicerat i Natur den 8 februari 2018.

"Vi kunde följa utvecklingen av en aktiv region, förutsäga hur troligt det var att bryta ut, och beräkna den maximala energimängden som utbrottet kan släppa ut, "Amari sa." Detta är en praktisk metod som kan bli viktig i rymdväderprognoser när beräkningskapaciteten ökar. "