На высоте почти 5000 километров над поверхностью Солнца физиками задается вековой вопрос: почему температура в верхних слоях атмосферы (короны) звезды в сотни раз выше, чем температура на видимой поверхности Солнца?
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy , ученые рассказали об открытии интенсивных волн. энергии из относительно прохладной, темной и сильно намагниченной области плазмы на Солнце, способной пересекать солнечную атмосферу и поддерживать температуру в миллион градусов Кельвина внутри короны.
Исследователи говорят, что открытие является последним ключом к разгадке множества связанных загадок, касающихся ближайшей к Земле звезды.
«Проблема нагрева короны — одна из самых больших загадок в исследованиях солнечной физики. Она существует уже почти столетие», — сказала Венда Цао, директор BBSO и профессор физики NJIT, которая является соавтором исследования. «Благодаря этому исследованию у нас есть свежие ответы на эту проблему, которые могут стать ключом к распутыванию многих запутанных вопросов о транспортировке и рассеянии энергии в солнечной атмосфере, а также о природе космической погоды».
Используя уникальные возможности обработки изображений GST, команда под руководством Юань Дина смогла первоначально зафиксировать поперечные колебания в самой темной и самой холодной области на Солнце, называемой тенью солнечных пятен.
Такие темные области солнечных пятен могут образовываться, поскольку сильное магнитное поле звезды подавляет теплопроводность и препятствует поступлению энергии из более горячих недр на видимую поверхность (или фотосферу), где температура достигает примерно 5000 градусов по Цельсию.
Чтобы исследовать, команда измерила активность, связанную с многочисленными темными особенностями, обнаруженными в активном солнечном пятне, зарегистрированными 14 июля 2015 года с помощью GST BBSO, включая колебательные поперечные движения плазменных фибрилл в тени пятна, в которых магнитное поле более чем в 6000 раз сильнее, чем магнитное поле . Земли.
«Фибриллы выглядят как конусообразные структуры с типичной высотой 500-1000 км и шириной около 100 км», — пояснил Василий Юрчишин, профессор гелиофизики NJIT-CSTR и старший научный сотрудник BBSO. «Их продолжительность жизни составляет от двух до трех минут, и они, как правило, появляются в одном и том же месте в самых темных частях тени, где магнитные поля самые сильные».
«Эти темные динамические фибриллы долгое время наблюдались в тени солнечных пятен, но впервые наша команда смогла обнаружить их боковые колебания, которые являются проявлением быстрых волн», — сказал Цао. «Эти постоянные и вездесущие поперечные волны в сильно намагниченных волокнах несут энергию вверх по вертикально вытянутым магнитным каналам и способствуют нагреву верхних слоев атмосферы Солнца».
Благодаря численному моделированию этих волн группа оценивает, что переносимая энергия может быть в тысячи раз сильнее, чем потери энергии в плазме активной области верхних слоев атмосферы Солнца, — рассеиваемая энергия на четыре порядка выше, чем скорость нагрева, необходимая для поддержания до температуры пылающей плазмы в короне.
«Различные волны были обнаружены повсюду на Солнце, но, как правило, их энергия слишком мала, чтобы нагревать корону», — сказал Юрчишин. «Быстрые волны, обнаруженные в тени солнечных пятен, являются постоянным и эффективным источником энергии, который может быть ответственен за нагрев короны над солнечными пятнами».
На данный момент исследователи говорят, что новые результаты не только революционизируют наш взгляд на тень солнечных пятен, но и предлагают еще один важный шаг в продвижении понимания физиками процессов переноса энергии и нагрева солнечной короны.
Однако вопросы о проблеме нагрева короны остаются.
«Хотя эти открытия являются шагом вперед к разгадке тайны, поток энергии, исходящий от солнечных пятен, может быть ответственен только за нагрев тех петель, которые уходят корнями в солнечные пятна», — сказал Цао. «Между тем, есть другие области, свободные от солнечных пятен , связанные с горячими корональными петлями, которые все еще ждут объяснения. Мы ожидаем, что GST/BBSO продолжит предоставлять данные наблюдений с самым высоким разрешением, чтобы еще больше раскрыть тайны нашей звезды».
Источник: phys.org
Нет комментариев