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

На протяжении десятилетий учёные пытались понять, почему солнечная корона (внешняя атмосфера) становится настолько горячей, в то время как её поверхность остаётся относительно мягкой – и теперь новое исследование дало важный ключ к разгадке.

Международная группа учёных сообщает о первых явных доказательствах существования мелкомасштабных торсионных альфвеновских волн по всей короне: эти волны движутся через магнитные поля, скручиваясь при движении и перенося плазму вверх.

До сих пор исследователи только обнаруживали более крупные изолированные альфвеновские волны, совпадающие с солнечными вспышками. Наличие меньших альфвеновских волн в короне предполагалось, но непосредственно не наблюдалось.

Эти волны помогают объяснить, как сверхгорячая плазма перемещается от поверхности Солнца, где температура составляет около 5500 °C (10 000 °F), к короне, температура которой достигает миллионов градусов Цельсия, а затем высвобождает свою энергию.

По теме: «Затемнение Солнца» небезопасно, предупреждают ученые. Это также непрактично.

«Это открытие положило конец длительным поискам этих волн, которые возникли в 1940-х годах», — говорит физик Ричард Мортон из Университета Нортумбрии в Великобритании.

«Мы наконец смогли напрямую наблюдать эти крутильные движения, скручивающие линии магнитного поля взад и вперед в короне».

Это открытие стало возможным благодаря снимкам высокого разрешения, полученным с самого мощного в мире солнечного телескопа – Солнечного телескопа имени Дэниела К. Иноуйе Национального научного фонда США на Гавайях.

Приборы телескопа позволяют ему обнаруживать движение солнечной плазмы (заряженных частиц) с исключительной точностью. Плазма отслеживалась путем поиска движения перегретого железа: оно излучало более синий свет, когда материал приближался к Земле, и более красный свет, когда он удалялся.

Как только исследователи смогли устранить помехи от других движений плазменных волн, раскачивающихся взад и вперед, данные показали движение плазмы и скручивающее движение, которое искали исследователи.

«В движении плазмы в солнечной короне преобладают покачивающиеся движения», — говорит Мортон. «Они маскируют крутильные движения, поэтому мне пришлось разработать способ устранения раскачивания, чтобы обнаружить скручивание».

Эти результаты дают нам гораздо лучшее представление о том, как на самом деле работает гигантская печь Солнца, и способствуют исследованию солнечных ветров, которые вырываются из Солнца и добираются до Земли, потенциально выводя из строя спутниковые сети и энергосистемы.

Маленькие крутильные альфвеновские волны могут быть способствуя созданию сил, необходимых для того, чтобы вытолкнуть эти ветры за пределы влияния гравитации Солнца, а также помочь короне достичь нелепо палящих температур.

Возможность видеть процессы в действии и точно моделировать их означает, что прогнозы космической погоды могут быть улучшены, что потенциально дает нам больше предупреждений о геомагнитных бурях, которые могут повлиять на Землю.

Теперь, когда мы обнаружили эти небольшие альфвеновские волны, будущая работа может рассмотреть их механизмы и распределение более подробно, а также в более широких регионах корона. Другие теории о том, как работает Солнце, также могут быть более тщательно проверены и исследованы.

«Это исследование обеспечивает существенное подтверждение ряда теоретических моделей, которые описывают, как турбулентность альфвеновских волн приводит в движение солнечную атмосферу», — говорит Мортон.

«Наличие прямых наблюдений наконец позволяет нам проверить эти модели на соответствие реальности».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.