Физики ищут дополнительные ключи к тайне коронального нагрева
Ученые обнаружили головастик-образные струи, выходящие из регионов с интенсивными магнитными полями на Солнце.
В отличие от тех, кто живет на Земле, эти «головастики» - это официально называемые псевдо-амортизаторы. Они полностью состоят из плазмы, это электрически проводящий материал, изготовленный из заряженных частиц, которые составляют около 99 процентов наблюдаемой Вселенной. Открытие добавляет новый ключ к одной из самых давних загадок в астрофизике.
В течение 150 лет ученые пытались выяснить, почему тонкая верхняя атмосфера Солнца, корона, более чем в 200 раз горячее, чем солнечная поверхность. Эта область, простирающаяся на миллионы миль, каким-то образом перегревается и постоянно высвобождает высокозаряженные частицы, которые летят по Солнечной системе со сверхзвуковой скоростью.
Когда эти частицы сталкиваются с землей, они могут нанести вред спутникам и астронавтам, нарушить связь и даже помешать работе электрических сетей во время особенно значимых событий. Понимание того, как корона становится настолько горячей, может, в конечном счете, помочь понять фундаментальную физику, лежащую в основе этих сбоев.
В последние годы ученые в основном обсуждают два возможных объяснения: нанофлары и электромагнитные волны. Теория нанофлары предполагает взрывы, которые выпускают энергию в солнечную атмосферу. Братья и сестры более крупных солнечных вспышек, они, как ожидается, произойдут, когда линии магнитного поля восстановят связь, выпуская всплеск горячих, заряженных частиц.
Альтернативная теория предполагает, что тип электромагнитной волны, называемый Альфвеновскими волнами, может толкать заряженные частицы в атмосферу, как океанская волна, толкающая серфера. Ученые теперь думают, что корона может нагреваться комбинацией таких явлений, а не одной-единственной.
Открытие солнечных головастиков было несколько случайным. Недавно, анализируя данные спектрографа изображения области интерфейса NASA, ученые заметили уникальные удлиненные струи, выходящие из солнечных пятен - прохладных, магнитно-активных областей на поверхности Солнца.
Используя компьютерное моделирование, сопоставление событий, они определили, что эти псевдо-потрясения могут нести достаточно энергии и плазмы для нагрева внутренней короны.
Ученые считают, что псевдо-удары выталкиваются магнитным пересоединением - взрывное запутывание магнитных силовых линий, которое часто возникает в и вокруг солнечных пятен. Пятна на солнце, как ожидают ученые, будут найдены и в других сильно намагниченных областей.
За последние пять лет IRIS следила за Солнцем. Это один из нескольких кораблей NASA, которые постоянно наблюдали за Солнцем в течение последних двух десятилетий. Вместе они работают над разрешением споров о корональном нагреве и над решением других загадок, которые хранит Солнце.
Запущенный в 2018 году космический корабль пролетает через солнечную корону, чтобы проследить, как энергия и тепло перемещаются по региону, и исследовать, что ускоряет солнечный ветер, а также частицы солнечной энергии. Глядя на явления далеко за пределами региона, где обнаружены псевдошоки, исследование Parker Solar Probe надеется пролить свет на другие механизмы нагрева, такие как нанофлары и электромагнитные волны. Эта работа дополнит исследования, проводимые с IRIS.
Совместными усилиями специалистов можно будет создать полную картину коронального нагрева. Скоординированный подход может привести к новому физическому пониманию того, что движет динамикой солнечной атмосферы и найти дополнительные ключи к тайне коронального нагрева.
