На Солнце идёт дождь из магнитных «головастиков»

Фото из открытых источников

Приближение к объектам — один из способов для учёных собрать более качественные данные о них. Но с Солнцем это сделать сложно, поскольку приближение к нему обычно означает сгорание дотла. Достаточно вспомнить Икара. Но если бы Икар пережил своё близкое сближение с Солнцем, он, возможно, смог бы увидеть массивные магнитные «головастики» шириной в десятки тысяч километров, вновь соединяющиеся с поверхностью нашей звезды. Или, может быть, нет, потому что у него были человеческие глаза, а не исключительно чувствительные широкоугольные камеры, которые использовал зонд Parker Solar Probe для наблюдения за Солнцем во время его самого близкого к нашей звезде сближения. В новой статье в журнале The Astrophysical Journal Letters Ангелос Вурлидас из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и его соавторы описывают то, что они говорят о самом близком к Солнцу сближении человечества на сегодняшний день.

Фактически, в декабре 2024 года космический аппарат «Паркер» совершил этот пролёт, находясь на расстоянии около 4 миллионов миль от самого Солнца, — это был 22-й подобный перигелий за время его миссии. Хотя это может показаться большим расстоянием, с астрономической точки зрения это практически касание Солнца, и технически оно считается находящимся внутри солнечной атмосферы. Это позволило камерам зонда зафиксировать магнитные взрывы, происходящие практически прямо перед ним.

В статье были описаны три важных открытия. Во-первых, было подтверждено существование «головастиков». Этот термин используется для описания темных, крошечных фигур, которые астрономы едва могли различить в магнитных петлях, которые, казалось, плыли обратно к Солнцу. На самом деле это части магнитной петли, которая «разрывается», и часть энергии возвращается к Солнцу (голова головастика), а другие части уносятся в космос, создавая пустоту, похожую на хвост головастика.

Долгое время предполагалось, что это первый случай, когда какой-либо прибор зафиксировал эти магнитные «рои притока», как их еще называют, с хоть каким-то разрешением. Некоторые из них были настолько малы, что их даже не удалось обнаружить с Земли. Хотя «маленькие» в контексте солнечной астрономии означают, что они все же были примерно в два раза больше диаметра Земли. Солнечные физики считают, что эти рои притока играют решающую роль в определении того, где и как происходят солнечные бури, поэтому они планируют следить за ними, учитывая потенциальное влияние, которое они оказывают на космическую погоду на Земле.

Еще одним новым явлением в гелиофизике стало разрыв того, что ученые-плазмологи называют гелиосферным токовым слоем (ГТС). Это электрический слой, разделяющий северное и южное магнитные поля Солнца. Хотя в электрическом плане он выглядит как лист, его физическое проявление — это просто серия линий магнитного поля, а не ткань. Тем не менее, ученые смогли наблюдать, как часть этого слоя растягивалась, начинала трястись, а затем разрывалась.

Это явление известно как «неустойчивость разрыва» и имитирует реакцию флага во время урагана. Когда солнечная буря сжала полотно, оно разлетелось на отдельные части. Ученые часто моделировали это явление, но очень редко наблюдали его в действии, поэтому увидеть его вблизи с помощью телескопа Паркер стало важным событием. Одна из интересных особенностей заключалась в том, что у него вырос огромный «головастик», который в какой-то момент разрастался со скоростью 5000 км/минуту в течение более двух часов, увеличившись в размерах более чем на 185, прежде чем исчезнуть.

Но, пожалуй, самым интригующим открытием стало третье — наблюдение за «рождением» пар магнитных полей, находящихся внутри и снаружи Солнца. Паркер наблюдал, как единая магнитная структура в солнечной короне «сжималась» посередине и разделялась на два отдельных потока. Один был притянут обратно к Солнцу, а другой с невероятной скоростью улетел от него. Они оценили его скорость в 560 км/с, что намного больше, чем предсказывали модели.

Этот процесс «отрыва» играет ключевую роль в образовании солнечных бурь, поскольку, по мнению ученых, именно он направляет многие потенциально опасные частицы в нашу сторону во время корональных выбросов массы (КВМ). Получение подробного изображения этого процесса впервые имеет неоценимое значение для гелиофизиков, обновляющих свои модели Солнца. И, похоже, им это, безусловно, придется сделать, чтобы отразить возросшую скорость той бури, которую наблюдал Паркер.

К счастью, «Паркер» ещё не закончил свою работу. Его основная миссия официально завершилась в июне, но он продолжит совершать круги по маршруту, достигая перигелия примерно на том же расстоянии около 4 раз в год. Так будет до тех пор, пока у него не закончится топливо, и, в отличие от «Икара», он не сгорит в самом Солнце. Но при этом он получит самые яркие снимки нашего солнечного соседа, которые у нас когда-либо были. Это кажется достойным наследием, хотя и не является аллегорией человеческой гордыни — скорее гимном человеческой изобретательности.