Ученые наконец разгадали 70-летнюю тайну «невероятного тепла» Солнца

На протяжении десятилетий ученые пытались понять, почему корона Солнца (внешняя атмосфера) становится настолько обжигающе горячей, в то время как его поверхность остается относительно теплой, — и теперь новое исследование дало важную подсказку. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Международная группа ученых сообщает о первом четком доказательстве наличия мелкомасштабных крутильных волн Альвена по всей короне: эти волны движутся через магнитные поля, закручиваясь по мере своего движения и перенося плазму вверх.

До сих пор исследователи обнаруживали только более крупные, изолированные альвеновские волны, совпадающие с солнечными вспышками. Присутствие более мелких альвеновских волн в короне предполагалось, но не наблюдалось напрямую.

Эти волны помогают объяснить, как сверхгорячая плазма перемещается с поверхности Солнца, где температура составляет около 5500 °C, в корону, температура которой достигает миллионов градусов Цельсия, а затем высвобождает свою энергию.

«Это открытие положило конец длительному поиску этих волн, берущему свое начало в 1940-х годах», — говорит физик Ричард Мортон из Нортумбрийского университета в Великобритании. «Мы наконец-то смогли напрямую наблюдать эти крутильные движения, закручивающие линии магнитного поля вперед и назад в короне».

Открытие стало возможным благодаря снимкам высокого разрешения, полученным с самого мощного в мире солнечного телескопа — солнечного телескопа имени Дэниела К. Иноуэ, установленного на Гавайях в Национальном научном фонде США.

Приборы телескопа позволяют ему с исключительной точностью регистрировать движение солнечной плазмы (заряженных частиц). Плазма отслеживалась по движению перегретого железа, которое излучает более синие световые сигналы по мере приближения к Земле и более красные световые сигналы по мере удаления.

Как только исследователям удалось устранить помехи от других плазменных волновых движений, колебавшихся вперед и назад, данные выявили перемещение плазмы и закручивающее движение, которые искали исследователи.

«Движение плазмы в короне Солнца определяется преимущественно колебательными движениями, — говорит Мортон. — Они маскируют крутильные движения, поэтому мне пришлось разработать способ устранения колебаний, чтобы обнаружить закручивание».

Эти результаты дают нам гораздо лучшее представление о том, как на самом деле работает гигантская печь Солнца, и вносят вклад в исследования солнечных ветров, которые вырываются из Солнца и достигают Земли, потенциально выводя из строя спутниковые сети и энергосистемы.

Выиграйте путевку на космическое побережье стоимостью 10 000 долларов

Мелкомасштабные крутильные волны Альвена могут способствовать возникновению сил, необходимых для того, чтобы вывести эти ветры за пределы влияния гравитации Солнца, а также способствовать достижению короной ее невероятно палящих температур.

Возможность наблюдать процессы в действии и точно моделировать их позволит улучшить прогнозы космической погоды, что потенциально позволит нам точнее предупреждать о геомагнитных бурях, которые могут повлиять на Землю.

Теперь, когда мы обнаружили эти малые альфвеновские волны, в будущем мы сможем более подробно изучить их механизмы и распределение, в том числе и в более широких областях короны. Другие теории о работе Солнца также могут быть более тщательно проверены и исследованы.

«Это исследование обеспечивает необходимое подтверждение ряда теоретических моделей, описывающих, как турбулентность волн Альвена питает солнечную атмосферу», — говорит Мортон. «Наличие прямых наблюдений наконец позволяет нам проверить эти модели на соответствие реальности».