☀️ Сонячний спалах і КВМ — магнітне перез'єднання

Про цю симуляцію

Ця пісочниця моделює, як Сонце накопичує магнітну енергію в короні над активною областю, а потім вибухово вивільняє її через магнітне перез'єднання у вигляді сонячного спалаху та коронального викиду маси (КВМ). Та сама фізика керує реальною космічною погодою, яку відстежують прогнозисти NOAA та ESA, щоб захистити супутники, енергомережі, GPS і астронавтів. Це яскравий приклад того, як енергія, що повільно накопичувалася годинами, вивільняється за лічені хвилини.

Як це працює

Ключові рівняння

клас спалаху ∝ пік рентген. потоку (Вт/м²) — кожна літера A→X означає десятикратний крок (A=10⁻⁸, X=10⁻⁴ Вт/м²).

t_прольоту = 1 а.о. / v_КВМ — час у дорозі зменшується зі зростанням швидкості КВМ v; Kp ∝ (v/350)·cos θ — сила бурі залежить від швидкості й того, наскільки прямо кут θ спрямований на Землю.

Керування

Чи знали ви?

Подія Керрінгтона 1859 року — найпотужніша зафіксована сонячна буря — підпалювала телеграфні лінії, а полярні сяйва було видно майже на екваторі; подібна буря сьогодні могла б завдати збитків на трильйони.

Про цю симуляцію

Автор: Команда MySimulator · Редакційна перевірка: Редакція MySimulator

Оновлено: 9 липня 2026 р.

Ця пісочниця відтворює сонячні спалахи та КВМ повністю як фрагментний шейдер на GPU, без жодного сітчастого магнітогідродинамічного розв'язувача. Шестиоктавний фрактальний значеннєвий шум (fbm), двічі спотворений через себе (plasma), імітує «кипляче» гранулювання фотосфери, забарвлене колірною шкалою у стилі чорного тіла, зсунутою повзунком «Температура плазми». Сонячна пляма слугує опорою для кількох параболічних магнітних петель, кількість яких задає повзунок «Складність петель»: кожна рендериться шляхом обчислення відстані пікселя до параболи й перетворення її на експоненційне світіння. Натискання «Спалах!» запускає єдину 4-секундну обвідну «підйом–пік–спад», яка піднімає петлі вище, запалює спалах перез'єднання і відкриває радіальний шлейф КВМ, що летить назовні. Окремо ступенева формула JavaScript перетворює повзунок «Магнітна активність» на реальну класифікацію спалаху NOAA від A до X.

Що показує

Процедурно згенеровану активну область: грануляція плазми, сонячна пляма, кілька магнітних петель і — при спрацюванні — спалах перез'єднання та шлейф КВМ, що летить назовні, разом із живою класифікацією спалаху A/B/C/M/X, обчисленою з повзунка активності.

Як користуватись

Підніміть «Магнітну активність», щоб накопичити більше «енергії» (і наблизити клас спалаху до X), налаштуйте «Складність петель» для більшої кількості дуг і «Температуру плазми» для кольорової шкали від холодної до біло-гарячої, потім натисніть «Спалах!», щоб запустити 4-секундну обвідну виверження. «Скинути» повертає всі повзунки до значень за замовчуванням.

Чи знали ви?

Літери класу спалаху (A, B, C, M, X), використані тут, — це справжня шкала рентгенівського потоку NOAA/GOES, де кожна літера означає десятикратний стрибок піку потоку: спалах класу X у 10 000 разів яскравіший у рентгені, ніж класу A.

Поширені запитання

Що насправді визначає клас спалаху в панелі статистики?

Показники «Клас спалаху» та «Рентген. потік» обчислюються однією формулою JavaScript, а не шейдером: потік = 10^(-8 + 5·a), де a — значення повзунка «Магнітна активність» (0-1), яке додатково зростає на 45% поточної обвідної виверження під час програвання Erupt!. Отриманий потік розподіляється за реальною шкалою NOAA — від A (10⁻⁸ Вт/м²) до X (10⁻⁴ Вт/м²), де кожна літера означає десятикратний крок, точно як у справжній класифікації рентгенівського датчика GOES.

Чи справді КВМ рухається у просторі за реальною орбітальною фізикою?

Ні — у цій пісочниці КВМ є ефектом GLSL-шейдера, а не розрахунком орбітальної механіки. Натискання «Спалах!» плавно піднімає єдину uniform-змінну uFlareTrigger від 0 до 1 і назад протягом 4 секунд; це значення керує яскравим шлейфом, який рендериться як радіальне світіння, що вилітає від активної області вздовж напрямку «сонячна пляма → центр Сонця». Час прольоту 1-3 дні та сила бурі за індексом Kp, описані в інформаційній панелі, є реальними фактами космічної погоди для контексту, але код цієї конкретної симуляції їх не обчислює.

Як насправді намальовані магнітні петлі у візуалізації?

Кожна петля — це параболічна дуга між двома основами по обидва боки сонячної плями, яку функція loopArc() у фрагментному шейдері обчислює для кожного пікселя: вона визначає, наскільки точка екрана віддалена від параболи y = baseY + height·4t(1-t), і перетворює цю відстань на світіння через експоненційне згасання. Повзунок «Складність петель» задає кількість таких дуг (1-9), кожна з трохи іншою висотою й пульсуючою яскравістю, а їхня висота додатково зростає, поки активна обвідна виверження.

Чому поверхня Сонця виглядає так, ніби кипить?

Ця грануляція — процедурний значеннєвий шум, а не симуляція рідини: функція fbm() накладає шість октав хешованого шумового поля, а функція plasma() двічі спотворює цей шум через себе саму (domain warping), імітуючи турбулентний, закручений потік. Результат масштабується членом потемніння до краю диска (темніше біля краю, яскравіше в центрі) і проходить через колірну шкалу у стилі чорного тіла (hotRamp), зміщення якої задає повзунок «Температура плазми» — саме тому його підняття зсуває поверхню від темно-червоного до біло-гарячого.

Що саме відбувається при натисканні «Спалах!»?

«Спалах!» запускає 4-секундну обвідну в JavaScript: значення лінійно зростає від 0 до 1 протягом перших 0.72 с, тримається на рівні 1 до 1.8 с, потім лінійно спадає до 0 до 4-ї секунди, тимчасово вимикаючи кнопку. Це єдине число (uFlareTrigger) передається в шейдер, де воно одночасно піднімає магнітні петлі вище, підсилює яскравість експоненційного «спалаху перез'єднання» в центрі активної області та відкриває радіальний шлейф КВМ, що летить назовні — усі три ефекти вмикаються й вимикаються разом, бо керуються тим самим значенням.