Десятилетиями ученые ломали голову над тем, почему внешняя атмосфера Солнца, или корона, нагревается по мере удаления от поверхности Солнца.
Теперь длинный список возможных объяснений был сокращен одним благодаря данным, собранным зондом Parker Solar Probe NASA, самым быстрым искусственным объектом, который неоднократно летал над Солнцем в поисках подсказок для решения так называемой «тайны нагрева короны».
Во время первых пролетов зонда мимо Солнца его приборы обнаружили резкие изменения направления магнитных полей Солнца. Ученые называют такие случаи «переключениями» и подозревают, что они играют роль в нагревании короны, в первую очередь, высвобождая магнитную энергию, запакованную в них, по мере их движения внутри Солнца и в космосе. Исследование группы было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
«Эта энергия должна куда-то уходить, и она может способствовать нагреванию короны и ускорению солнечного ветра», — заявил в своем заявлении соавтор исследования Моджтаба Ахаван-Тафти из Мичиганского университета.
Загадка нагрева короны относится к тому факту, что внешняя атмосфера Солнца, корона, в сотни раз горячее его «поверхности», фотосферы. И это несмотря на то, что фотосфера находится на миллионы миль ближе к ядру Солнца, где происходит ядерный синтез, обеспечивающий нашу звезду теплом и энергией.
Несмотря на то, что она холоднее короны, фотосфера отвечает за большую часть света Солнца, полностью «вымывая» свет из солнечной атмосферы. Таким образом, солнечную корону можно увидеть только тогда, когда свет от фотосферы блокируется затмением или с помощью специального инструмента, называемого коронографом.
Это означает, что для изучения короны зонд Parker Solar выдерживает температуру около 1400 градусов по Цельсию, чтобы приблизиться к Солнцу.
Ахаван-Тафти и его команда прочесали данные, собранные за более чем дюжину кругов, которые Parker сделал вокруг наших звезд, пытаясь найти, где именно начинались повороты, что имеет решающее значение для понимания их влияния на корону.
Однако искомые особенности нигде не были обнаружены, по крайней мере внутри короны. Вместо этого данные зонда показали, что повороты являются обычным явлением в солнечном ветре вблизи Солнца.
Это открытие, которое предполагает, что повороты, нагревающие корону, вероятно, не начинаются на поверхности Солнца, исключает одну из двух ведущих гипотез о происхождении поворотов.
Ученые считают, что все еще может существовать триггерный механизм, который вносит тепло в самую внешнюю часть Солнца. Одним из таких механизмов могут быть взрывные столкновения хаотических линий магнитного поля на поверхности Солнца, сказал Ахаван-Тафти.
Во время таких столкновений магнитные поля вибрируют, как щипковые гитарные струны, и ускоряют плазму в солнечном ветре до высоких скоростей. Это может исказить магнитные волны в повороты вблизи Солнца. Однако если некоторые из этих волн иссякнут до того, как выйдут из Солнца, их энергия будет сбрасываться в его верхних слоях, нагревая корону.
«Механизмы, вызывающие образование обратных волн, и сами обратные волны могут нагревать как корону, так и солнечный ветер», — сказал Ахаван-Тафти.
Это исследование улучшает наше понимание того, как работает Солнце, и в конечном итоге может помочь ученым предсказывать, обнаруживать и готовиться к солнечным бурям.
Оно представляет собой последний результат, полученный в ходе миссии NASA Parker с момента ее начала в 2018 году.
В прошлом месяце солнечный зонд Parker завершил свой 20-й близкий подход к Солнцу, пролетев 8 миллионов километров от его поверхности, говорится в недавнем заявлении Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, которая управляет космическим аппаратом.
С тех пор зонд улетел, но 30 сентября он вернется на то же расстояние и еще на миллион километров дальше от Солнца в канун Рождества этого года. Ученые надеются, что данные этих полетов позволят больше узнать о том, почему раскаленная до миллиона градусов корона такая, какая она есть.
Добавим, ученые рассказали, каких последствий ожидать, если в США проснется супервулкан Йеллоустоун.