Тайна дождя на Солнце наконец-то может быть объяснена
Идет дождь на Солнце, гигантском термоядерном шаре, который горит многомиллионными «огнями» термоядерного синтеза.
Этот дождь состоит из перегретой плазмы, и исследователи, возможно, открыли его секрет: быстро перемещающиеся потоки таких элементов, как железо, кремний и магний.
В поэтическом и научном ключе эти новые открытия были сделаны благодаря исследователи из Института астрономии (IfA) Гавайского университета из цепочки солнечных островов, образованных вулканами, которые имеют свой собственный характер выпадения осадков.
По теме: Потрясающие изображения показывают поверхность Солнца в беспрецедентных деталях
Но действительно ли на Солнце идет дождь? И да, и нет. Есть некоторое сходство с дождем на Земле: корональный дождь состоит из прохладных, плотных капель, падающих из короны Солнца, самого внешнего слоя его атмосферы, на его поверхность.
Однако дождь на Солнце состоит из плазмы, электрически заряженного газа с температурой в миллион градусов. Когда выпадает этот корональный дождь, он раскрывает еще один невидимый аспект Солнца: магнетизм. Поскольку плазма электрически заряжена, она повторяет магнитные поля и петли Солнца, образуя при падении гигантские текущие дуги.
Такие дуги могут вырасти до высоты пяти земных шаров, сложенных друг на друге – НАСА не сообщает, сколько это черепах.
Мы не знаем точно, как формируется этот солнечный дождь. Это часто наблюдается после сильных солнечных вспышек, а падения связаны с импульсивным выбросом тепла, которое приводит к образованию корональных петель. Несмотря на интенсивные исследования, корональный дождь остается загадкой, и его трудно смоделировать или предсказать.
Теперь исследователи показывают, что он может зависеть от материальных потоков, вызванных неравномерным распределением элементов внутри солнечной короны. Это открытие противоречит предположениям, заложенным в предыдущие модели солнечной атмосферы, о том, что содержание этих элементов было относительно постоянным.
«В настоящее время модели предполагают, что распределение различных элементов в короне постоянно в пространстве и времени, что явно не соответствует действительности», — говорит Люк Бенавитц, аспирант астрономии в IfA и один из соавторов исследования.
В своих симуляциях, которые позволили Из-за различий в распределении элементов в солнечной короне Бенавитц и его коллеги обнаружили, что корональные дожди начали конденсироваться всего через 35 минут, тогда как более ранние модели требовали часов или дней нагрева, чтобы объяснить корональный дождь.
«Интересно видеть, что, когда мы позволяем таким элементам, как железо, изменяться со временем, модели, наконец, соответствуют тому, что мы на самом деле наблюдаем на Солнце. Это заставляет физику оживать так, что кажется реальной», — говорит Бенавитц.
Вероятно, задействованы и другие механизмы, но исследователи полагают, что эти изменения в содержании элементов влияют на радиационную потерю энергии, когда всплески радиации вызывают резкое падение температуры на пике корональных петель по сравнению с другими частями солнечной ауры. Это всасывает больше материала через петлю и запускает эффект безудержного охлаждения, который приводит к корональному дождю.
Изменение содержания элементов «имеет решающее значение для понимания охлаждения плазмы в атмосфере Солнца и, как мы показали, может напрямую вызывать корональный дождь», — заключает команда в своей статье.
«Это открытие важно, потому что оно помогает нам понять, как на самом деле работает Солнце», — добавляет команда. Джеффри Рип, астроном Института Африки и соавтор исследования.
Это исследование не только раскрывает тонкости солнечного дождя, часто наблюдаемого, но загадочного явления, но также предполагает, что, в более широком смысле, корональный нагрев может иметь нечто большее, чем мы предполагали.
«Возможно, нам придется вернуться к чертежной доске коронального нагрева, так что предстоит проделать много новой и интересной работы», — говорит Рип.
Это исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
