Заряженные частицы от Солнца, приближаясь к Земле, взаимодействуют с геокороной — широким облаком атомов водорода, уходящим в космос от Земли. Заряд передается атомам водорода, и испускается мягкое рентгеновское излучение. Предоставлено: Токийский столичный университет.

В 1990-х годах немецкий орбитальный рентгеновский телескоп ROSAT начал обнаруживать большие вариации сигналов в мягкой рентгеновской части спектра, которые длились день или около того. Они были похожи на обильный поток мягкого рентгеновского излучения от кометы Хиякутакэ, обнаруженной примерно в то же время. Было высказано предположение, что это произошло из-за солнечного ветра, потоков заряженных частиц, прибывающих от Солнца, и того, как они взаимодействуют с нейтральными ионами в верхних частях нашей атмосферы или геокороной. Более подробные наблюдения в 2000-х годах подтвердили контрольные спектры этих событий, известных как события перезарядки солнечного ветра (SWCX), и сам механизм получил широкое признание.

Однако моделирование того, как солнечный ветер влияет на измерения, проводимые орбитальными телескопами, оказалось гораздо более сложным. Для этого требуется успешно зафиксировать появление событий солнечного ветра, то, как заряженные частицы взаимодействуют с нейтральными атомами и как это влияет на магнитосферу, не говоря уже о том, как эти явления в сочетании приводят к изменению сигнала, наблюдаемого спутниками во времени и пространстве.

Обнаружено, что модель (красный цвет) точно воспроизводит изменения, наблюдаемые в эксперименте. Предоставлено: Токийский столичный университет.

Теперь команда под руководством доцента Юитиро Эзоэ из Токийского столичного университета успешно объединила эти аспекты, чтобы реализовать модель, которая может успешно воспроизводить изменение сигнала во времени. Команда сосредоточилась на данных Suzaku, спутника рентгеновского телескопа, запущенного в 2005 году Японским агентством аэрокосмических исследований. В отличие от других спутников, Suzaku находится на более низкой орбите, что позволяет ему наблюдать за полярными выступами магнитосферы, куда сильно отклоняются солнечные ветры. Изюминкой работы команды является не только широкий спектр астрофизических событий, которые они могут собрать вместе, но и то, как их можно сопоставить с реальными данными.

Модель показала превосходное соответствие экспериментальным данным, воспроизводя наблюдаемый сигнал с точностью до двух раз, что является впечатляющим достижением в этой области. Кроме того, им удалось воспроизвести особенно сильные вариации сигнала, когда линия прямой видимости спутника совпадала с полярными выступами. Были некоторые заметные исключения, например, когда наблюдалась сильная геомагнитная буря; тем не менее, успешное воспроизведение вариаций имеет большие перспективы для предсказания результатов следующего поколения рентгеновских наблюдений в космосе.