Физикам в решении этой задачи содействие оказал коронарный мультиканальный поляриметр.
Солнечная корона — это верхний, наиболее разреженный и горячий слой Солнца, представляющий собой плазму. Этот слой привлекает значительное внимание исследователей и постоянно предоставляет им ценные данные для изучения.
Международные ученые недавно достигли значительного прогресса в исследовании солнечной короны, впервые создав ее карту магнитного поля. Это позволит глубже понять механизмы нагрева плазмы до чрезвычайно высоких температур и прогнозировать солнечные бури. Соответствующая статья опубликована в Science.
При изучении магнитного поля на поверхности Солнца обычно используют эффект Зеемана, который проявляется в расщеплении атомных спектральных линий под воздействием магнитного поля. Однако, этот метод не подходит для исследования короны, поскольку средние значения магнитных полей в ней значительно ниже тех, которые можно обнаружить с его помощью.
Используя «коронарный мультиканальный поляриметр» (Coronal Multi-channel Polarimeter, CoMP), установленный в обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях, исследователи провели новое исследование. Этот инструмент позволяет отслеживать распространение альвеновских волн, которые представляют собой колебания плазмы, движущиеся вдоль линий магнитного поля. На скорость этих волн влияет сила магнитного поля в определенной точке.
Ранее ученым не удавалось получать регулярные и точные измерения магнитного поля Солнца, ограничиваясь уровнем фотосферы и хромосферы. Использование CoMP позволяет расширить предыдущие измерения и создать наиболее полную магнитную карту звезды. «Это наглядный пример того, как альвеновские волны могут быть использованы для изучения свойств Солнца», – отмечает физик Ричард Мортон из Нортумбрийского университета, один из авторов исследования. По его словам, данный метод аналогичен тому, как сейсмологи используют землетрясения для изучения структуры недр Земли».
Один пиксель CoMP охватывал область короны размером около 7000 километров в поперечном и продольном направлениях, что обеспечивает исключительно высокое разрешение для подобных исследований. Информация, полученная мультиканальным поляриметром, была дополнена данными об электронной плотности короны, которые ученые определили на основе интенсивности запрещенных спектральных линий атомов железа (эти линии связаны с квантовыми переходами, для которых не действуют правила отбора для дипольного излучения).
Напряженность магнитного поля в солнечной короне изменяется в диапазоне от 1 до 4 гаусса. Авторы исследования указывают, что погрешность измерений не превышает 15%. После экстраполяции полученных данных в трехмерное пространство и их сопоставления с существующими теоретическими моделями, ученые установили, что они соответствуют предсказаниям при усреднении по большим расстояниям, однако могут расходиться при изменении масштаба. Следовательно, данный метод может использоваться систематически для построения постоянно обновляемой динамической картины процессов, протекающих в магнитном поле Солнца.
В предыдущих публикациях мы рассказывали о том, как магнитное поле Земли содействовало работе археологов подтвердить дату сожжения Иерусалима, а европейский космический зонд Solar Orbiter снял Солнце с рекордно близкого расстояния.