An animated look at the life cycle of solar flares

Computer modeling allows researchers to simulate solar outbursts from birth to death.
Animated GIF

Courtesy Mark Cheung, Lockheed Martin, and Matthias Rempel, NCAR

Solar flares are explosive, energetic events that release intense radiation from the Sun. They are caused by a buildup of magnetic energy — the Sun also has an intense magnetic field — and a single flare can release the equivalent of millions of hydrogen bombs all going off at the same time. Now, for the first time, a team led by researchers from the National Center for Atmospheric Research and the Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory have simulated, in detail, the entire life cycle of a solar flare, from its initial buildup through its explosive outburst.

The image above is an snippet from the team’s model. In it, violet colors represent plasma with temperatures less than 1 million kelvins (1.8 million degrees Fahrenheit); red colors show plasma with temperatures between 1 million and 10 million K (18 million F), and green shows the hottest plasma, with temperatures above 10 million K. The model shows, more accurately than ever before, how the energy behind a solar flare builds up and is released.

The team also released a longer movie, explaining in greater detail what their animated model shows:

This new simulation not only shows what solar flares look like in visible light, but also at other wavelengths, including ultraviolet and X-rays. That allows researchers to better understand the process comprehensively across the electromagnetic spectrum, as shorter wavelengths represent material that is hotter and more energetic. Now that they’ve successfully built a realistic model, the team plans to test it against actual observations of the Sun to determine whether it accurately reproduces the data.

The material flung outward by solar flares can even impact satellites around Earth and electrical systems on the ground, depending on their intensity. Better understanding how these events occur is important not only for understanding the nature of our star and others, but also for predicting and potentially even mitigating damage from solar flares and the coronal mass ejections that sometimes accompany them.

Astronomy Magazine
Modelarea computerizată permite cercetătorilor să simuleze izbucnirile solare de la naștere până la moarte.
Exploziile solare sunt evenimente explozive, energice, care eliberează radiații intense de la Soare. Acestea sunt cauzate de acumularea de energie magnetică – Soarele are și un câmp magnetic intens – și o singură flacără poate elibera echivalentul a milioane de bombe cu hidrogen care explodează în același timp. Acum, pentru prima dată, o echipă condusă de cercetători de la Centrul Național de Cercetare Atmosferică și de la Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory au simulat, în detaliu, întregul ciclu de viață al unei flăcări solare, de la acumularea sa inițială prin explozia sa explozivă.
Imaginea de mai sus este un fragment din modelul echipei. În ea, culorile violete reprezintă plasma cu temperaturi mai mici de 1 milion de kelvin (1,8 milioane de grade Fahrenheit); culorile roșii prezintă plasma cu temperaturi cuprinse între 1 milion și 10 milioane K (18 milioane F), iar verde arată cea mai fierbinte plasmă, cu temperaturi peste 10 milioane K. Modelul arată, mai exact ca niciodată, cum energia din spatele unei flăcări solare se construiește și este eliberată.
De asemenea, echipa a lansat un film mai lung, explicând mai detaliat ce arată modelul lor animat.
Această nouă simulare nu numai că arată cum arată flăcarile solare în lumina vizibilă, dar și la alte lungimi de undă, inclusiv ultraviolete și raze X. Acest lucru permite cercetătorilor să înțeleagă mai bine procesul în întregimea spectrului electromagnetic, deoarece lungimile de undă mai scurte reprezintă materialul care este mai cald și mai energic. Acum, după ce au construit cu succes un model realist, echipa intenționează să îl testeze cu observații reale ale Soarelui pentru a determina dacă reproduce cu exactitate datele.
Materialul aruncat spre exterior de rafalele solare poate afecta chiar și sateliții din jurul Pământului și sistemele electrice de pe sol, în funcție de intensitatea lor. O mai bună înțelegere a modului în care se întâmplă aceste evenimente este importantă nu numai pentru înțelegerea naturii stelei noastre și a altora, ci și pentru a prezice și potențial chiar atenuarea daunelor provocate de flăcarile solare și ejectările coronale de masă care le însoțesc uneori.
***

Lasă un comentariu