Ученые раскрыли источник энергии для взрывоопасных плазменных облаков на Солнце

Фото из открытых источников

Солнце фактически является нашей ближайшей и наиболее изученной звездой, и все же оно по-прежнему полно загадок. Одна из них, похоже, наконец-то разгадана. Она связана с солнечными протуберансами — крупными плазменными структурами, которые наблюдаются вокруг солнечного диска. Некоторые из них остаются стабильными в течение недель, если не месяцев, и как это возможно, оставалось загадкой.

Ключевым вопросом оставался способ пополнения протуберансов холодной плазмой с поверхности Солнца. Эти структуры, простирающиеся на тысячи километров, расположены в солнечной короне, атмосфере Солнца. Температура короны составляет миллионы градусов, в то время как температура протуберансов — всего 10 000 °C. Кроме того, протуберансы намного плотнее, в сто раз плотнее, чем окружающая корона.

Исследователи сравнивают их с гигантской горой, парящей в воздухе. Но все же как же выглядит цепочка поставок для поддержания этих парящих плазменных гор? Для этого необходимы сильные магнитные поля! Статья с описанием результатов нового исследования была опубликована в журнале Nature Astronomy.

«В атмосфере Солнца движущей силой является магнитное поле. Оно также играет решающую роль во всех процессах, способствующих формированию и поддержанию протуберансов», — заявила соавтор исследования Лиза-Мари Цесснер-Ондрачек из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка.

Расчеты, призванные объяснить образование меньших протуберансов, показывают, что магнитное поле формирует два горба вблизи поверхности Солнца. На высоте тысяч километров над долиной между этими двумя горбами формируется протуберанс. Часть плазмы протуберанса, будучи холоднее окружающей среды, будет выпадать в виде осадков, но два процесса компенсируют это. Материал выбрасывается хромосферой, областью над поверхностью Солнца, а часть материала из короны может перемещаться вдоль магнитного поля и охлаждаться, образуя протуберанс.

«Наши расчеты показывают, как никогда реалистично, что оба процесса взаимодействуют, обеспечивая протуберансы материалом и тем самым поддерживая их жизнеспособность», — пояснила Цесснер-Ондрачек.

Долгосрочное существование протуберансов особенно важно, когда мы рассматриваем космическую погоду, то есть то, как вещество, выброшенное Солнцем, влияет на нашу планету. Более долговечные протуберансы могут действительно исчезнуть с громким взрывом: выбросив плазму по всей Солнечной системе.

«Для своевременной защиты земной инфраструктуры необходимы надежные прогнозы опасной космической погоды. Более глубокое понимание протуберансов является важнейшей частью этой головоломки», — добавил соавтор исследования Сами К. Соланки, директор отдела «Солнце и гелиосфера» в MPS.