Хотя это фундаментальная характеристика Солнца, понимание того, как и где он генерируется в окрестностях нашей звезды, до сих пор остается предметом изучения. Однако недавно благодаря новейшей аппаратуре зонд ESA/NASA Solar Orbiter позволил совершить значительный прорыв.
На снимках южного полюса Солнца, сделанных 30 марта 2022 года прибором Extreme Ultraviolet Imager (EUI) зонда, видно множество небольших струй вещества, вырывающихся из внешней атмосферы Солнца. Каждая струя длится от 20 до 100 секунд и выбрасывает плазму (горячий ионизированный газ) со скоростью около 100 км/с. Эти струи могут быть тем самым искомым источником солнечного ветра.
Непрерывный поток частиц
Уже несколько десятилетий исследователи знают, что солнечный ветер каким-то образом связан с корональными дырами. Это области, где магнитное поле Солнца не течет обратно к солнечной поверхности, а распространяется наружу.
Вдоль этих «открытых» линий магнитного поля может течь плазма, направляясь к остальной части Солнечной системы и порождая солнечный ветер. Однако пока неясно, каким образом плазма перемещается вдоль этих линий поля.
До сих пор предполагалось, что, поскольку корона горячая, она естественным образом расширяется, и часть газа, из которого она состоит, улетучивается вдоль линий поля. Однако новые результаты EUI по корональной дыре, расположенной на южном полюсе Солнца, и совокупности отдельных струй ставят под сомнение гипотезу о том, что солнечный ветер образуется только в непрерывном и постоянном потоке.
На самом деле, в значительной степени этот поток оказывается неоднородным: данные Solar Orbiter позволяют предположить, что солнечный ветер из корональных дыр может возникать как прерывистый поток.
Ниже представлен видеоролик, созданный на основе наблюдений Solar Orbiter 30 марта 2022 г. в период с 04:30 до 04:55 UTC, на котором показана корональная дыра вблизи южного полюса Солнца.
Кое-что мы поняли (но этого еще очень мало)
Энергия, связанная с каждой отдельной струей, невелика. Они проявляют примерно в тысячу раз меньше энергии, чем нановспышка, самый маленький тип солнечной вспышки, и направляют большую часть энергии на выброс плазмы.
Однако новые наблюдения показывают, что они выбрасывают значительную часть вещества, которое мы наблюдаем в солнечном ветре. И, возможно, существуют еще более мелкие и более частые события, которые дают еще больше.
Однако в настоящее время Solar Orbiter все еще обращается вокруг Солнца вблизи экватора. Поэтому в ходе этих наблюдений EUI смотрит на южный полюс Солнца под очень малым углом. «Измерять некоторые свойства этих крошечных струй сложнее, когда они видны в профиль«, — пояснил Даниэль Мюллер (Daniel Müller), научный сотрудник проекта ЕКА Solar Orbiter. Однако, добавил он, «через несколько лет мы увидим их с другой точки зрения, чем любой другой телескоп или обсерватория, и этот набор должен нам очень помочь«.
В течение следующих нескольких лет зонд будет постепенно наклонять свою орбиту в сторону полярных областей. В то же время активность Солнца будет нарастать, и корональные дыры начнут появляться на разных широтах, открывая новые уникальные перспективы. Ученые с нетерпением ждут этих результатов.
Солнце — единственная звезда, атмосферу которой мы можем наблюдать столь детально, но, скорее всего, аналогичные процессы происходят и на других звездах. Таким образом, исследования, которые проводит и будет проводить Solar Orbiter, не только позволяют лучше понять потенциальную опасность, которую представляет для нас солнечный ветер, но и имеют огромное значение для всестороннего изучения звезды, которая остается самым распространенным небесным телом в космосе.