Магнитные волны объясняют загадку внешнего слоя Солнца

Чрезвычайно горячий внешний слой Солнца, корона, имеет очень отличный химический состав от более холодных внутренних слоев, но причина этого на протяжении десятилетий озадачивала ученых.

Одно из объяснений состоит в том, что в среднем слое (хромосфере) магнитные волны проявляют силу, которая разделяет плазму Солнца на различные компоненты, так что только ионные частицы переносятся в корону, оставляя нейтральные частицы позади. Это, кстати, приводит к накоплению во внешней атмосфере таких элементов, как железо, кремний и магний.

Теперь, в новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, ученые объединили наблюдения телескопа в Нью-Мексико, США, со спутниками, расположенными рядом с Землей, чтобы идентифицировать связь между магнитными волнами в хромосфере и областями большого количества ионизированных частиц в горячих источниках внешней атмосферы.

Ведущий автор доктор Дебора Бейкер (UCL Space & Climate Physics) сказала: «Различный химический состав внутреннего и внешнего слоев Солнца был впервые замечен более 50 лет назад. Это открытие породило то, что является одним из давних открытых вопросов в астрофизике». Ученые отмечают, что разница в составе слоев удивительна, тем более, учитывая то, что они физически связаны и фактически вещество короны происходит из самого внутреннего слоя, фотосферы.

Теперь же, благодаря уникальной комбинации наземных и космических наблюдений за солнечной атмосферой, проводимых почти одновременно, стало возможным окончательно обнаружить магнитные волны в хромосфере и связать их с обилием элементов в короне, которые не встречаются во внутренних областях Солнца.

По словам ученых, идентификация процессов, формирующих корону, имеет решающее значение, поскольку это позволит лучше понять солнечный ветер - поток заряженных частиц, исходящий от Солнца, который может разрушить и повредить спутники и инфраструктуру на Земле. Новые открытия позволят проследить его до того, откуда он исходит в атмосфере Солнца.

Результаты исследования основаны на относительно недавнем анализе магнитных волн в хромосфере. Существование же их было впервые теоретизировано в 1942 году. Исследователи проследили направление волн, моделируя диапазон магнитных полей, и обнаружили, что волны, отражающиеся в хромосфере, вероятно, магнитно связаны с областями большого количества ионизированных частиц в короне.

Также ученые отметили, что разница в химическом составе между внутренним слоем, фотосферой и короной - это особенность не только нашего собственного Солнца, но и звезд по всей Вселенной. Таким образом, наблюдая за Солнцем, можно значительно улучшить понимание Вселенной далеко за ее пределами.