Внешняя атмосфера Солнца в сотни раз горячее, чем его поверхность – это давняя загадка, над которой астрофизики работали в течение многих лет, и теперь у нас, возможно, есть ответ.
Ученые ранее предполагали, что солнечные плазменные струи, называемые спикулами, стреляющими изнутри, были ответственны за эффект нагрева, и впервые это последнее исследование непосредственно наблюдало этот процесс.
Новые наблюдения показывают, что по мере того, как магнитные поля на поверхности Солнца изменяются и перестраиваются, образуются спикулы.
Энергия магнитного поля преобразуется в кинетическую и тепловую энергию, которая затем передается спикулам, проталкивающимся вверх через хромосферу к внешнему слою атмосферы Солнца, короне.
Идея спикул, запускающих магнитное напряжение Солнца, была высказана ранее благодаря использованию подробных компьютерных симуляций. Теперь, используя снимки высокого разрешения с телескопов в солнечной обсерватории Большого Медведя (BBSO), астрономы фактически видели, как это происходит.
«Беспрецедентные наблюдения с высоким разрешением с помощью солнечного телескопа Гуда BBSO ясно показывают, что когда магнитные поля с противоположными полярностями воссоединяются в нижней атмосфере Солнца, эти струи плазмы мощно выбрасываются», — говорит физик Солнца Венда Цао из Технологического института Нью-Джерси.
И эти струи имеют ширину около 200-500 километров и достигают высот в тысячи километров, прежде чем рухнуть. Они тоже двигаются быстро — около 100 километров в секунду.
Исследователи также использовали изображения, полученные космическим аппаратом НАСА Solar Dynamics Observatory в ультрафиолетовом спектре (EUV), чтобы измерить, как энергия передается в верхних слоях солнечной атмосферы.
Эти изображения подтвердили, что спикулы могут достигать температуры около 1 миллиона градусов по Цельсию (1,8 миллиона градусов по Фаренгейту). Этого всплеска высокой энергии вполне может быть достаточно, чтобы нагреть корону до высоких температур, зарегистрированных учеными.
Ключ ко всему этому важному сбору данных — изображения с высоким разрешением, которые возможны с BBSO, предлагая уровни детализации, которые раньше были невозможны. По мере совершенствования нашей технологии наблюдения за космосом, должны последовать новые открытия.
«Мы впервые видим прямые доказательства того, как образуются спикулы», — говорит Цао.
«Мы отслеживали эти динамические особенности в спектральной линии H-альфа вплоть до их опорных точек, измеряли магнитные поля в их опорных точках, фиксировали миграцию возникающих магнитных элементов и проверяли их взаимодействие с существующими магнитными полями противоположной полярности.»
Нам еще многое предстоит узнать о закрученном, изменчивом шаре магнетизма и плазмы, которым является наше Солнце, но ученые неуклонно отрывают слои тайны — даже если им приходится воссоздавать Солнце в гораздо меньших масштабах здесь, на Земле.
И хотя нового исследования недостаточно, чтобы всесторонне доказать, что спикулы разогревают корону — для этого потребуются дополнительные исследования и наблюдения — теперь мы понимаем спикулы и их циклы гораздо лучше, чем раньше.
«Наши наблюдения за образованием спикул, последующим нагревом и возвратными потоками показывают полный массовый циклический процесс между хромосферой и короной», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.
Исследование было опубликовано в журнале .