Liksom gummibandets elastiska energi frigörs när det skärs, frigörs en bråkdel av solens magnetiska energi under en process som kallas magnetisk återkoppling. Magnetisk återkoppling kan ta olika former, men "en av de enklaste konfigurationerna," säger Kazachenko, "är när du har två motsatt riktade fältlinjer som trycks mot varandra ... magnetfälten kan plötsligt ändra sin konfiguration och frigöra en enorm mängd energi , liknande gummiband som plötsligt skärs av."

Den fria magnetiska energin som frigörs vid magnetisk återinkoppling lagras i plasmaströmmar. Elektriska strömmar producerar magnetiska fält, som ses i elektromagneter, och laddade partiklar som rör sig i solens plasma fungerar på liknande sätt.

Begränsade och eruptiva bloss

Medan vissa solflammor är förknippade med CME, där plasma stöts ut från solatmosfären och ut i rymden, är andra inte det. Om en solflamma är associerad med en CME, anses den vara eruptiv; om den inte har en associerad CME anses den vara begränsad. Skillnaden mellan de två går dock djupare än så, eftersom mekanismerna som avgör om en flamma är begränsad eller utbrott också kan avgöra hur snabbt magnetfälten återkopplas och hur mycket hård röntgen- och gammastrålning den kommer att avge.

Som deras namn antyder, kan slutna bloss inte fly solens atmosfär på grund av begränsande influenser. Dessa influenser, kända som bandfält, är också magnetiska. Av denna anledning har aktiva områden med mer magnetiskt flöde också starkare bandfält och är därför mindre benägna att vara eruptiva.

Enligt Kazachenko förklarar detta varför de instängda blossen som hon studerade hade högre temperaturer och genomgick återkoppling snabbare än eruptiva flammor med samma maximala röntgenflöde:"I instängda bloss sker återkopplingen lägre eftersom du har en mycket stark bandning fält av den aktiva regionen som inte tillåter strukturen att gå upp ... fälten är starkare längre ner, så återanslutningen går mycket snabbare."

Även om betydelsen av snabbare återkoppling kanske inte är omedelbart uppenbar, förklarar forskningsartikeln, "Eftersom högre återkopplingshastigheter leder till mer accelererade joner och elektroner, kan stora instängda flammor vara mer effektiva för att producera joniserande elektromagnetisk strålning än eruptiva flammor."

Detta är inte att säga att mer energi frigörs under återanslutningen av en instängd flare; i själva verket har eruptiva bloss samma mängd återanslutet flöde som instängda bloss. Snarare, eftersom energi frigörs snabbare i slutna flammor, kan de accelerera joner och elektroner från solens plasma mer effektivt.

Rymdväder i detta solsystem och vidare

När det kommer till rymdväder, får CME och de geomagnetiska stormar de kan orsaka ofta mest uppmärksamhet. Detta är av en bra anledning:Även om det är sällsynt att CME:er når jorden, är konsekvenserna svåra när de gör det.

I värsta fall skulle en geomagnetisk storm skada eller förstöra elektrisk överföringsutrustning, vilket orsakar strömavbrott i stor skala. Dessutom skulle en sådan storm störa vissa typer av kommunikation, skada satellithårdvara och utsätta astronauter och flygare på hög höjd för potentiellt dödlig strålning. Även om dessa bara är förutsägelser, är bevis för dem delvis baserade på den geomagnetiska stormen 1859, som hade uttalade effekter och orsakade gnistor och bränder i telegrafstationer.

Forskning som Kazachenkos bidrar till en bredare förståelse för hur solflammor fungerar, vilket en dag kan göra det möjligt för forskare att förutsäga när de kommer att ske mer exakt och därför undvika de värsta konsekvenserna av en geomagnetisk storm genom att ge människor tid att vidta förebyggande åtgärder. Men hennes studier har också bredare implikationer.

"Vad händer på andra stjärnor?" frågar Kazachenko. "Finns det bloss där? Finns det CMEs där? Från nyligen genomförda studier verkar det som att det finns tusentals bloss där, men CME, de koronala massutkastningarna, är mycket svåra att fastställa."

Även om det är möjligt att stjärnor som solen regelbundet genomgår CMEs och att forskare och forskare helt enkelt inte har kunnat upptäcka de flesta av dem, tyder nuvarande bevis på att instängda flammor spelar en större roll i rymdvädret i andra solsystem än vad de gör i detta. ett. Av denna anledning kan den till synes mindre slagkraftiga typen av solflammor avgöra om exoplaneter är beboeliga – ett stort intresse för astronomer som letar efter exoplaneter som är lämpliga för kolonisering.

"Så det är en mycket grundläggande fråga, både ... för vår utrustnings säkerhet, men också för att förstå andra planeter", säger Kazachenko.

Kommande utredning

Medan Kazachenko har upptäckt en unik egenskap hos instängda solflammor, finns det fortfarande arbete att göra, säger hon. Hennes studie tyder på att instängda flammor återansluter magnetiska fält snabbare och potentiellt accelererar laddade partiklar mer effektivt än utbrott, men egenskaperna hos dessa partiklar ligger utanför dess räckvidd.

Det borde finnas en uppföljningsstudie, säger Kazachenko. "Där man verkligen tittar på den statistiska populationen av partiklars acceleration i båda grupperna av bloss ... men det är där jag tror att framtiden ligger:att inte bara titta på en enstaka händelse i detalj, utan dra nytta av dessa fantastiska observationer som vi nu har från många olika satelliter som flyger där, som den nya satellit som sänds upp av NASA och Europeiska rymdorganisationen, kallad Solar Orbiter."

Mer information: Maria D. Kazachenko, A Database of Magnetic and Thermodynamic Properties of Confined and Eruptive Solar Flares, The Astrophysical Journal (2023). DOI:10.3847/1538-4357/ad004e

Tillhandahålls av University of Colorado i Boulder