Активность Солнца становится все более интенсивной и разрушительной по мере приближения к солнечному максимуму — пику активности 11-летнего цикла в 2024 году. С начала года было зарегистрировано несколько крупных корональных выбросов массы (КВМ). Это взрывы солнечной плазмы, несущие около миллиарда тонн материала от Солнца на очень высоких скоростях — сотни километров в секунду.
КВМ содержит излучение частиц (в основном протонов и электронов) и сильные магнитные поля, более интенсивные, чем у обычного солнечного ветра. Эти взрывы происходят в магнитно-возмущенных областях верхней атмосферы Солнца — короне.
Солнце внимательно изучают не только многие ученые, но и любители, специализирующиеся на съемке захватывающих дух изображений материала, исходящего от звезды. Недавно Эдуардо Шабергер Пупо, астрофотограф из аргентинского города Рафаэла, используя специальное фотооборудование, сделал 9 марта потрясающий снимок явления, столь же мощного, как и КВМ: стена плазмы, каскадом падающая на поверхность звезды.
Он рассказал Spaceweather.com: «Мне выпала честь наблюдать и фотографировать эту великолепную стену плазмы. Она поднималась на высоту около 100 000 км над поверхностью Солнца. На экране моего компьютера это выглядело так, будто сотни нитей плазмы стекают со стены. Это было поистине зрелище, от которого я потерял дар речи«.
Загадочная плазменная стена
То, что сфотографировал Эдуардо Шабергер Пупо, — это протуберанец в полярной короне Солнца (ППК). Подобные структуры уже неоднократно наблюдались на звезде. Они появляются часто, даже ежедневно, в виде колец вокруг полюсов, но исследователи до сих пор не до конца их понимают.
Они состоят из холодной, плотной плазмы, взвешенной в горячей короне. Вспышки протуберанцев тесно связаны со вспышками и корональными выбросами массы. Последние два явления являются основными причинами бурь космической погоды, которые могут вызвать нарушения в работе радиоволн и электрических цепей на Земле, а также возвышенное северное сияние.
По словам фотографа, казалось, что плазма падает с вершины «стены» в сторону поверхности Солнца. Однако на самом деле материал не находится в свободном падении, так как он все еще удерживается в пределах магнитного поля, которое первоначально изгнало его.
Как объясняет NASA, протуберанцы полярной короны возникают вблизи магнитных полюсов Солнца на широтах между 60 и 70 градусами северной и южной долготы, что часто заставляет их падать к солнечной поверхности, поскольку магнитные поля вблизи полюсов намного сильнее.
Однако, загадочным образом, они падают быстрее, чем это позволяют магнитные силы окружающей среды, со скоростью до 36 000 км/ч, согласно расчетам экспертов. Исследователи все еще пытаются понять, как это возможно.
Исследование 2021 года показало, что эти эруптивные протуберанцы имеют фазу медленного подъема, когда плазма поднимается и расширяется, а затем фазу быстрого подъема. Эта вторая фаза может объяснить, как плазма падает обратно вниз. Однако необходимы дальнейшие исследования, и данные, подобные тем, что были получены на фотографии 9 марта, очень ценны.
Аналогичная загадка в реакторах ядерного синтеза
Эти явления интересуют не только астрономов; физики-ядерщики также уделяют им пристальное внимание. Они хотели бы понять, почему плазма падает гораздо быстрее, чем позволяют окружающие магнитные поля. Другими словами, понимание того, как магнитные поля на полюсах способны удерживать плазменные петли (которые часто сопровождают эти протуберанцы), не давая им полностью отделиться от Солнца, заставляя их падать обратно к поверхности, вполне может помочь этим физикам в их поисках.
Действительно, на протяжении десятилетий физики и инженеры пытались сдержать горячую плазму в термоядерных реакторах, используя магнитные поля для поддержания реакции выработки энергии. Изучение этих протуберанцев может привести к прорыву в управлении ядерным синтезом и привнести звездную энергию в наши реакторы.