Солнце — живой, вибрирующий мир. Ученые из Института солнечно-земной физики СО РАН решили заглянуть в одну из самых загадочных его структур — так называемые волокна. Это темные, вытянутые облака плотного и сравнительно холодного газа, которые парят в раскаленной короне. Если смотреть с Земли, они кажутся неподвижными, но на самом деле внутри них постоянно что-то движется, дрожит и колеблется. Исследователи провели уникальные наблюдения на Саянской солнечной обсерватории, одновременно следя за фотосферой (видимой поверхностью Солнца) и хромосферой (более высоким слоем) в районе одного крупного спокойного волокна. Их главный вопрос: связаны ли колебания в волокне с тем, что происходит глубоко внизу, и как именно движется это волокно в пространстве.
Оказалось, связь действительно существует. Вне самого волокна и на его краях астрономы нашли небольшие участки, где пульсации в хромосфере (с частотами 2–4 миллигерца, то есть с периодами от 4 до 8 минут) практически совпадают с пульсациями в фотосфере. Это — как если бы кто-то отбивал один и тот же ритм на разных этажах солнечной атмосферы. С помощью специального математического анализа (вейвлет-преобразования) ученые увидели, что мощность и время этих колебаний совпадают — значит, волны действительно могут проходить из нижних слоев вверх, попадая в волокно. Это важное наблюдение: оно подтверждает, что энергия конвекции, бурлящей под поверхностью Солнца, может просачиваться в хромосферу и раскачивать огромные плазменные нити.
Но самое зрелищное — это поперечные движения самого волокна. Если смотреть на Солнце, волокно не просто висит неподвижно, а слегка покачивается из стороны в сторону, словно гигантская занавеска на ветру. Причем таких движений оказалось два типа. Во-первых, отдельные тонкие нити внутри волокна размером около 2–4 угловых секунд (это примерно 1500–3000 километров) совершают быстрые колебания с периодами от 200 до 990 секунд и амплитудой до 2 тысяч километров. Во-вторых, когда волокно находилось в центре солнечного диска, в его спектре обнаружились и более медленные, почти глобальные раскачивания с периодом около 30 минут. А когда волокно сместилось к краю диска, остался только очень долгий ритм — один пик на частоте около 0,26 миллигерца, то есть период примерно 64 минуты. Это похоже на то, как меняется «голос» волокна в зависимости от того, под каким углом мы на него смотрим.
Иными словами, солнечное волокно — это не пассивный кусок плазмы, а сложная колебательная система, которая одновременно дрожит мелкими нитями и медленно изгибается целиком. Причем ее движения могут быть связаны с пульсациями, приходящими из недр Солнца. Эти результаты важны не только для понимания того, как устроена атмосфера нашей звезды, но и для будущих прогнозов космической погоды: ведь волокна часто связаны с выбросами плазмы, которые долетают до Земли и влияют на работу спутников и связи. Так что, наблюдая за этими едва заметными колебаниями, ученые учатся чувствовать пульс Солнца — и предугадывать его «настроение».
Исследование опубликовано в журнале «Солнечно-земная физика»
