Введение. В преддверии максимума 25 цикла солнечной активности, в мае и июне 2024 г. наблюдалась гигантская активная область (АО) c рекордной в текущем цикле максимальной площадью. Эта группа произвела 12 сильных вспышек класса Х, сопровождавшиеся множественными КВМ, в том числе, столкнувшимися с Землей. В результате наблюдались сильные геомагнитные бури, включая самую сильную за последние два десятилетия бурю 10 – 12 мая уровня G5 [1-2].
Работа посвящена исследованиям одной из сильных вспышек, состоявшейся в этой АО 9 мая 2024 г.
9 мая 2024 года в активной области (АО) № 13664 на Солнце была зарегистрирована вспышка рентгеновского класса X2.2. Согласно данным наблюдений, начало вспышки зафиксировано в 08:45 UTC, максимум пришёлся на 09:13 UTC [3] . В 09:24 по данным коронографа LASCO C2 SOHO был зарегистрирован корональный выброс массы (КВМ) [4]. Согласно расчетам, выброс был сформирован у поверхности Солнца примерно в 08:59 – 09:00. В оперативном сообщении от 09:49 [2] его начальная скорость оценивалась примерно в 1280 км/с, однако позднее, при более детальном анализе, было установлено новое значение скорости 1700 км/с [5]. Исследованию этого сложного мощного события посвящена настоящая работа.
Данные и методика. В распоряжении авторов имелись следующие данные наблюдений:
- фильтрограммы в линии Нα (61 кадр, отснятый с интервалом в 1 минуту), полученные в период с 08:59 по 09:57 UT А.А.Поляковым на рефракторе-ахромате 150/1200 мм, снабженном эталоном Фабри-Перо компании Lunt (полоса пропускания около 0,05 нм). Эффективная разрешающая способность серии изображений близка к 0.9 arcsec;
– снимок фотосферы, полученный А.А.Поляковым в интегральном свете на том же инструменте. Эффективная разрешающая способность около 0.5 arcsec;
– изображения в линии 17.1 нм и магнитограммы космической обсерватории SDO;
– изображения, полученные коронографами LASCO космической обсерватории SOHO.
Рис. 1. Активная область 13664 09.05.2024, снимок А.А.Полякова
Рис. 2. Солнечная вспышка в АО 13664 09.05.2024, снимок А.А.Полякова
Выполнен анализ последовательности Нα-изображений вспышки, проведена идентификация эмиссионных феноменологических элементов вспышки. Для этого использовалась классификация, предложенная Сидоровым и Язевым [6-11]. В соответствии с этой классификацией, могут быть выделены
– вспышечные ленты (Flare Ribbons, или FR);
– структуры на концах вспышечных лент (Flare Ribbons End Structures, или FRES);
– периферийные структуры (Peripherical Structures, или PS);
– удаленные уярчения (Remotebrightenings, или RB).
Вспышечные ленты FR – основной элемент вспышки при наблюдениях в линии Нα. Они выглядят как две ярко светящиеся квазипараллельные полосы, разделенные линией раздела магнитных полярностей (ЛРП). Перед вспышкой и на начальном этапе вспышки на ЛРП наблюдается трассирующее ее темное волокно, затем исчезающее в ходе развития вспышки. Вспышечные ленты во вспышке наблюдались и идентифицировались уже много десятилетий, ранее считалось, что вспышка хромосферная ограничивается этим элементом.
Структуры на концах вспышечных лент FRES также обнаружены и описаны как СКВЛ более полувека назад. Возникают на ранней стадии хромосферной вспышки, выглядят как яркие (как FR и ярче) динамичные, быстро развивающиеся структуры в форме элемента спирали (завитка). FRES сравнительно быстро угасают, в то время как FR продолжают существовать, постепенно угасая и раздвигаются, отдаляясь от ЛРП.
Периферийные структуры PS привлекли внимание на снимках с высоким пространственным разрешением. Наблюдаются как двойные тонкие эмиссионные образования, проявляющие себя как квазипараллельные узкие светящиеся полоски шириной порядка 1,5 arcsec, быстро вытягивающиеся в длину. Их яркость ниже, чем у FR и FRES. Если ленты FR лежат по противоположные стороны от ЛРП и интерпретируются как цепочки оснований вспышечных магнитных петель, выстроенных в форме тоннеля над ЛРП, то подобное объяснение для FRES не годится: обе эмиссионные полоски находятся в зоне одной магнитной полярности. Как правило, структуры FRES находятся вблизи сильных полей пятен [12].
Удаленные уярчения RB выделены В.И.Сидоровым [6-11] во время анализа хромосферных вспышек на изображениях полного диска Солнца. По-видимому, ранее во время съемок с малым полем зрения эти структуры на попадали в рамки кадра. Речь идет о увеличении яркости и изменении структуры флоккулов в окрестностях активной области во время вспышки.
В работах [6-11] была выдвинута гипотеза о том, что структуры типа FRES, PS и RB являются хромосферными проявлениями основаниями магнитного жгута КВМ, формирующегося во время сильной вспышки.
Феноменология вспышки 9 мая 2024 г. С использованием комбинированных изображений в линиях 17,1 нм и Нα на фоне солнечного диска идентифицирован КВМ (КВМ 1 на рис. 3) на начальной стадии развития, позже зафиксированный коронографами LASCO/SOHO. Наложение изображений, полученных в Нα и на длине волны 17,1 нм позволило выявить примерное положение оснований КВМ. В этих местах выявлены, локализованы и отождествлены специфические эмиссионные образования двух типов (FRES1 и PS1, рис.3.). Структуры FRES1 и PS1 были идентифицированы как хромосферные проявления оснований КВМ1.
Рис. 3. Схема хромосферной вспышки 09.05.2024. Темной заливкой показаны тени солнечных пятен, обозначенных буквами S c номерами. FR – вспышечные ленты (темно-серая заливка), FRES – структуры на концах вспышечных лент (светло-серая заливка), PS – периферийные структуры (тонкие серые полоски). КВМ – поднимающиеся системы магнитных петель двух КВМ по изображениям 17,1 нм. Тонкими стрелками показано положение магнитных петель АО.
Помимо морфологических отличий выявленных структур, подходящих под описание в [6-11], для доказательства их связи с КВМ1 была выполнена фотометрия последовательности изображений в Нα (рис. 4-6). На рисунках 4-6 показано изменение со временем контраста наиболее ярких фрагментов эмиссионных структур: на рис. 4 – вспышечных лент FR, на рис. 5 – структур на концах вспышечных лент FRES.
Рис. 4. Изменение со временем контраста вспышечных лент: нижняя кривая – FR1 (см. рис. 2 и 3), верхняя – FR2.
Рис. 5. Изменение со временем контраста структур FRES1 (см. рис. 2 и 3), верхняя кривая, и PS1– нижняя кривая
Коррелированное поведение контраста вспышечных лент FR на рис.4 подтверждает их ожидаемое магнитное сопряжение.
Согласно [5-11], на примерах ряда хромосферных вспышек выдвинута и обоснована концепция, указывающая на то, что структуры типа FRES и PS являются хромосферными проявлениями оснований магнитного жгута развивающегося КВМ. Система оказывается существенно несимметричной: одно основание находится в области сильных магнитных полей вблизи пятен (FRES), другое – в области менее сильных полей (PS). Морфологически эти структуры заметно различаются.
В данном случае наблюдаются структуры, соответствующие описанию FRES и PS. Фотометрия показывает (рис. 5), что сначала изменения контраста в структурах FRES и PS не коррелировали (наоборот, яркость FRES1 быстро падала, тогда как яркость PS1 медленно нарастала). Однако, начиная примерно с 09:14 наблюдается высококоррелированное поведение яркости в этих структурах, что может интерпретироваться как проявление их магнитной сопряженности и подтверждать гипотезу о том, что мы наблюдаем динамику оснований петель после пересоединения, когда КВМ ушел в гелиосферу.
Анализ изображений в свете 17,1 нм показал, что к востоку (на рис.3 слева) наблюдалась еще одна система поднимающихся петель, внешне напоминающих КВМ. Однако по данным SOHO второй выброс не наблюдался в этот период времени.
В линии Нα на местах оснований второй систем высоких петель выделены структуры FRES2 и PS2. Морфологически они соответствуют описанию указанных типов эмиссионных вспышечных структур. Результаты их фотометрии приведены на рис. 6.
Рис. 6. Изменение со временем контраста структур FRES2 (см. рис. 2 и 3), верхняя кривая, и PS2– нижняя кривая.
Кривые изменения яркости на рис. 6 демонстрируют иной ход. Яркость FRES2 быстро нарастала в период с 08:59 до 09:08, затем стала плавно падать вплоть до второго всплеска в 09:39. Яркость структуры PS2 с 09:59 плавно уменьшалась, и начиная примерно с 09:14 изменялась квазикоррелированно с первой кривой вплоть до начала вторичного роста яркости структуры FRES2. Соответствующий второй пик яркости на этой кривой не прослеживается.
Наблюдаемые явления могут интерпретироваться следующим образом. В АО начал развиваться второй КВМ (КВМ2 на рис.3), но его развитие прервалось, он не ушел в гелиосферу, и вещество магнитного жгута стало падать обратно на хромосферу. По-видимому, это и вызвало вторичный всплеск яркости в области FRES2.
Выводы. Выполнено исследование феноменологии хромосферной вспышки Х2.2, наблюдавшейся 9 мая 2024 года. Выделены эмиссионные структуры в хромосфере, которые отождествлены с основаниями двух выбросов вещества, сформировавшихся во время вспышки. При этом один КВМ ушел в гелиосферу, второй по ряду причин не состоялся, и вещество упало обратно на хромосферу, вызвав вторичное уярчение в одном из оснований. Исследование подтвердило классификацию эмиссионных вспышечных хромосферных структур, предложенную В.И.Сидоровым [5-11].
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (субсидия № 075-ГЗ/Ц3569/278, а также госзадание FZZE 2026-0006).
Литература
- Язев С.А., Исаева Е.С.,Томозов В.М., Хос-Эрдэнэ Б. Вспышечная активность в активных областях NОАА 13663 и 13664 на Солнце. / Геомагнетизм и Аэрономия, 2026, том 66, № 1, С. 213 – 221. DOI: 10.7868/S3034502226010121
- Yasyukevich Yu., Yazev S.A. et al. The 12 November 2025 Ugly Duckling Geomagnetic Storm: From the Sun to the Earth/ Sensors 2025, 26, 1490. Doi.org./10.3390/s26051490
- Community Coordinated Modeling Center (CCMC), NASA. – Greenbelt, MD : NASA Goddard Space Flight Center. – Режимдоступа: https://webtools.ccmc.gsfc.nasa.gov/DONKI/view/FLR/30605/2
- Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). – Greenbelt, MD : NASA ; Paris : ESA. – Режимдоступа : https://soho.nascom.nasa.gov/data/realtime/c2/
- Rodkin D. Observation and modeling of complex transient structure in heliosphere followed by geomagnetic storm on May 10–11, 2024 / D. Rodkin, V. Lukmanov, V. Slemzin, I. Chashei // Advances in Space Research. – 2025.
- Sidorov V.I., Yazev S.A. Large Solar Flares and Coronal Mass Ejections: Their Manifestations in Cromosphere / Geomagnetism and aeronomy.– 2009.– Vol. 49, No. 8.– PP. 1076 – 1079.
- Сидоров В.И. Динамические явления в больших солнечных вспышках и их связь с эруптивными процессами: диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.03.03 - физика Солнца. - Иркутск, 2011. – С. 99.
- Кичигин Г.Н., Мирошниченко Л.И., Сидоров В.И., Язев С.А. Особенности крупного солнечного события 23 июля 2002 г.: модель источника ускоренных частиц // Солнечная и солнечно-земная физика. - 2010. - С. 201-204 .
- Сидоров В.И., Язев С.А. Топологическая модель солнечного события, включавшего вспышку и корональный выброс массы 19 октября 2001 года // Космические исследования. - 2008. - Т. 46, № 4. - С. 329–335 .
- Сидоров В.И., Язев С.А. Мощные солнечные вспышки и выбросы корональной массы: хромосферные проявления // Солнечно-земная физика. - 2008. - С. 10-12.
- Кичигин Г.Н., Мирошниченко Л.И., Сидоров В.И., Язев С.А. Гамма-вспышки на Солнце: динамика ускоренных ионов в эруптивных и постэруптивных корональных арках // Солнечно-земная физика. - 2012. - С. 79-91.
- Алтынцев А.Т., Банин В.Г., Куклин Г.В., Томозов В.М., Солнечные вспышки. М.: Наукка, 1982, 248 с.
Поделиться с друзьями: