Солнечный телескоп имени Дэниела К. Иноуе, работающий под управлением Национального научного фонда США (NSF), достиг важной вехи в физике Солнца, впервые создав подробные карты магнитных полей солнечной короны, внешней части атмосферы, видимой во время полного затмения.
Это исследование, проведенное под руководством младшего астронома NSO доктора Тома Шада, представляет собой важнейший прорыв в улучшении нашего понимания солнечной атмосферы и магнитных сил, влияющих на космические явления, такие как солнечные бури.
Хотя проведение такого рода измерений долгое время оставалось сложной задачей для научного сообщества, мы наконец-то добились прогресса благодаря Inouye — самой современной установке для такого рода исследований. Картирование магнитных полей короны необходимо для понимания и прогнозирования сильных солнечных вспышек, а также для защиты нашей техники как на Земле, так и в космосе.
Первые карты магнитного поля короны
С 1950-х годов физики-солнечники изучают магнитные поля на поверхности Солнца и получают важную информацию. Однако карты верхних областей, таких как корона, давно напрашивались, поскольку именно в этих областях распространяются солнечные бури после зарождения в фотосфере.
В следующем видеоролике мы видим Солнце, наблюдаемое на разных световых частотах, в частности, выделена область, используемая для изучения магнитного поля в солнечной короне.
Inouye составил первые подробные карты магнитного поля солнечной короны, используя эффект Зеемана — метод измерения магнитного поля путем наблюдения за расщеплением спектральных линий. Спектральные линии — это отдельные сигналы, которые появляются на определенных длинах волн в электромагнитном спектре и представляют собой свет, излучаемый или поглощаемый атомами или молекулами.
В присутствии магнитного поля, такого как у Солнца, эти линии расщепляются или разделяются, предоставляя ценную информацию о характеристиках магнитного поля. Благодаря такому разделению ученые могут детально проанализировать интенсивность и структуру магнитных полей в солнечной короне.
Беспрецедентная технология
Предыдущие попытки обнаружить эти сигналы, предпринимавшиеся на протяжении двух десятилетий, не отличались детализацией и регулярностью. Сегодня Inouye предлагает беспрецедентные возможности для регулярного и детального изучения этих важнейших сигналов.
Обычно солнечная корона, область в миллион раз более тусклая, чем солнечный диск, видна только во время полного затмения, когда большая часть солнечного света блокируется. Однако на Inouye для создания искусственных затмений используется техника, называемая коронографией, которая позволяет обнаруживать очень слабые поляризованные сигналы, в миллиард раз слабее, чем на солнечном диске, демонстрируя беспрецедентную чувствительность.
Inouye достигает этого с помощью криогенного спектрополяриметра ближнего инфракрасного диапазона (Cryo-NIRSP), одного из основных инструментов телескопа, предназначенного для изучения короны и картирования ее магнитных полей. Этот прибор был разработан и построен Институтом астрономии при Гавайском университете.
«То, что телескоп Inouye составил карту магнитных полей солнечной короны, свидетельствует об инновационном конструкторском решении и уникальных возможностях этой обсерватории», — сказал Шад. «Это открытие обещает значительно улучшить наше понимание солнечной атмосферы и ее влияния на Солнечную систему».
Перспективы на будущее, в том числе и с Inouye
Эта веха знаменует собой начало новой эры в физике Солнца. Успех Inouye в картировании магнитных полей солнечной короны подтверждает его миссию, открывая новые горизонты в понимании влияния Солнца на космическую погоду.
«Подобно тому, как подробные карты поверхности и атмосферы Земли позволили делать более точные прогнозы погоды, эта всеобъемлющая карта магнитных полей в солнечной короне поможет нам лучше предсказывать солнечные бури и лучше понимать космическую погоду», — говорит доктор Кэрри Блэк, директор программы NSF.
Кристоф Келлер, директор NSO, отмечает: «Составление карты напряженности магнитного поля в короне представляет собой большой прорыв не только для исследований Солнца, но и для астрономии в целом. Это только начало новой эры, когда мы поймем, как магнитные поля звезд влияют на планеты, как в нашей Солнечной системе, так и в тысячах известных нам сегодня экзопланетных систем».
Текущие и будущие исследования будут совершенствовать диагностические инструменты и методы, что приведет к еще более глубоким открытиям о магнитном поле Солнца и его влиянии на Землю и Солнечную систему.