Почему корона Солнца такая горячая? Неожиданное открытие зонда Parker рушит устоявшиеся теории

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Солнце, центр нашей планетной системы, не перестает удивлять ученых. Одна из самых интригующих загадок — невероятно высокая температура солнечной короны. Корона — это внешняя часть атмосферы Солнца, простирающаяся на миллионы километров. Казалось бы, логично предположить, что по мере удаления от поверхности Солнца, где температура достигает порядка 5500 градусов Цельсия, атмосфера должна остывать. Однако измерения показывают, что температура короны достигает миллионов градусов Цельсия! Этот феномен бросает вызов нашему пониманию физики и уже много лет не дает покоя ученым.

До недавнего времени основные исследования Солнца проводились дистанционно — с помощью телескопов и других инструментов, расположенных на Земле или на орбите. Однако такой подход не позволял получить достаточно точной информации о процессах, происходящих в непосредственной близости от звезды. Все изменилось с запуском зондом NASA «Паркер» — первого космического аппарата, способного подобраться к Солнцу на рекордно близкое расстояние.

Зонд «Паркер», оснащенный комплексом уникальных научных инструментов, начал свое путешествие в 2018 году. Уже первые данные, полученные с борта аппарата, произвели настоящую сенсацию в научном мире. Они пролили свет на многие аспекты солнечной активности, но одновременно породили еще больше вопросов.

«Паркер» на фоне Солнца, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Одной из гипотез, пытавшихся объяснить высокую температуру короны, была гипотеза о так называемых «переключениях» — S-образных изгибах в линиях магнитного поля Солнца. Предполагалось, что эти изгибы, двигаясь и распрямляясь, высвобождают огромную энергию, нагревая окружающую плазму. Эта гипотеза казалась вполне правдоподобной, ведь на поверхности Солнца постоянно происходят мощные магнитные взаимодействия.

Parker Solar Probe наблюдал
Parker Solar Probe наблюдал «переключения» — движущиеся возмущения в солнечном ветре, которые заставляли магнитное поле изгибаться обратно на себя.
Автор: By NASA's Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez — https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/switchbacks-science-explaining-parker-solar-probe-s-magnetic-puzzle, Public Domain Источник: commons.wikimedia.org

Однако данные, полученные зондом «Паркер» в ходе первых витков вокруг Солнца, опровергли эту гипотезу. Оказалось, что «переключения» практически отсутствуют внутри короны. Этот неожиданный результат, опубликованный в научном журнале The Astrophysical Journal Letters, заставил ученых пересмотреть свои взгляды на природу нагревания короны.

Иллюстрация солнечного зонда Parker, летящего через
Иллюстрация солнечного зонда Parker, летящего через «переключение» в солнечном ветре.
Автор: By NASA's Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez — https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/switchbacks-science-explaining-parker-solar-probe-s-magnetic-puzzle, Public Domain Источник: commons.wikimedia.org

В настоящее время исследователи склоняются к мысли, что «переключения», хоть и не являются прямой причиной нагревания короны, все же могут играть в этом процессе определенную роль. Возможно, они формируются уже за пределами короны, в солнечном ветре, под воздействием турбулентных процессов или под влиянием мощных вспышек энергии, происходящих на поверхности Солнца.

Рисованная иллюстрация процессов формирования обратных связей, в которых в качестве пускового механизма используется обменное пересоединение. Сначала в солнечной короне происходит пересоединение открытых и закрытых силовых линий посредством межобменного пересоединения (1). Это приводит к образованию индуцированных волн вдоль открытых линий поля (2). Другие возможные механизмы запуска включают волны Альфвена, создаваемые в хромосфере, амплитуда которых растет при распространении вверх (Squire et al. 2022). Индуцированные волны в области оттока пересоединения становятся внезапно неустойчивыми на критической поверхности Альфвена или выше нее (Schwadron & McComas 2021; Toth et al. 2023), вызывая образование обратного переключения (3), что согласуется с предсказанием Руффоло и др. (2020). Затем откат эволюционирует, распространяясь в межпланетной среде (4; Akhavan-Tafti et al. 2021, 2022).
Рисованная иллюстрация процессов формирования обратных связей, в которых в качестве пускового механизма используется обменное пересоединение. Сначала в солнечной короне происходит пересоединение открытых и закрытых силовых линий посредством межобменного пересоединения (1). Это приводит к образованию индуцированных волн вдоль открытых линий поля (2). Другие возможные механизмы запуска включают волны Альфвена, создаваемые в хромосфере, амплитуда которых растет при распространении вверх (Squire et al. 2022). Индуцированные волны в области оттока пересоединения становятся внезапно неустойчивыми на критической поверхности Альфвена или выше нее (Schwadron & McComas 2021; Toth et al. 2023), вызывая образование обратного переключения (3), что согласуется с предсказанием Руффоло и др. (2020). Затем откат эволюционирует, распространяясь в межпланетной среде (4; Akhavan-Tafti et al. 2021, 2022).
Автор: M. Akhavan-Tafti and S. L. Soni 2024 ApJL 970 L26 DOI 10.3847/2041-8213/ad60bc CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Как именно это происходит — предмет дальнейших исследований. Зонд «Паркер», постепенно снижая высоту орбиты, продолжает собирать данные о солнечной активности. Ученые надеются, что эта уникальная миссия поможет им разгадать загрдки нашей звезды и приблизит нас к пониманию фундаментальных законов Вселенной.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Инженерное решение Sony CF-300: как опция Invisible Monitor упростила запись радио в 1971 году

В 1971 году японская корпорация Sony выпустила портативную радиомагнитолу Cassette Corder FM-AM CF-300. Монофонический кассетный магнитофон и радиоприемник супергетеродинного типа были размещены в...

И почему я не купил его раньше? Обзор геймпада GameSir G7 Pro 8K Champion Edition

Как истинный ПК-боярин, я предпочитаю играть на геймпаде и использую его практически во всех играх, за исключением различных шутеров (Дум, Колда и прочее), в них клавамыш forever. В качестве...

Обзор игровой мыши EPOMAKER NEX Lite

Компания Epomaker хорошо знакома любителям компьютерной периферии прежде всего благодаря механическим клавиатурам и сопутствующим аксессуарам. Однако в ассортименте производителя есть и игровые...

«Черный октябрь», когда ИИ чуть не хакнул половину интернета: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: найдена критическая дыра в PHP (на котором держится 70% интернета), ЦБ РФ не стал снижать ставку...

Кофе в турке без гадания на гуще: как одна и та же джезва может сварить и густой шоколад, и легкий ягодный чай

Приготовление кофе в джезве (турке) — старейший метод заваривания, при котором молотое зерно и вода находятся в одном сосуде на протяжении всего времени нагрева. В капельных кофеварках...

И тогда стало ясно, что будущее наступило: десять лет назад вышел смартфон Xiaomi Mi Mix с «безграничным» экраном

Ещё десять лет назад было трудно представить, что смартфоны могут выглядеть совершенно по-другому. Тогда почти все модели имели экраны с довольно широкими рамками, в которых размещались кнопки,...