Солнечная корона, невидимая человеческому глазу, за исключением момента, когда на короткое время появляется как плазменное гало во время солнечного затмения, остается загадкой даже для ученых, которые ее изучает. Расположенная в 2000 км от поверхности звезды, корона более чем в 100 раз горячее нижних слоев, которые находятся намного ближе к термоядерному реактору в ядре Солнца.
© Andrii Vodolazhskyi | Shutterstock
Команда физиков под руководством Грегори Флейшмана из Технологического института Нью-Джерси (США) недавно раскрыла феномен, который поможет узнать, какие физические механизмы нагревают верхнюю атмосферу до 500 тысяч градусов Цельсия и выше.
Обсерватория солнечной динамики НАСА обнаружила области в короне, где был повышен уровень ионов тяжелых металлов, — трубки магнитных потоков.
Их яркие изображения, сделанные в экстремальном коротковолновом ультрафиолетовом диапазоне, показывают, что концентрация заряженных металлов в 5 и более раз выше, чем концентрация одноэлектронных ионов водорода в фотосфере.
Ионы железа расположены в так называемых «ионных ловушках», которые находятся у основания корональных петель, арок из электрифицированной плазмы, управляемой линиями магнитных полей. Существование этих «ловушек» означает, что есть высокоэнергетичные корональные петли, лишенные ионов железа, которые, таким образом, не были выявлены в экстремальном ультрафиолетовом световом диапазоне. Только ионы металлов производят выбросы, которые делают их видимыми.
Наблюдения предполагают, что корона может содержать еще больше тепловой энергии, чем показывают исследования в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне.
Есть различные теории, которые объясняют палящую жару короны. Например, некоторые ученые предполагают, что линии магнитного поля соединяются в верхней атмосфере и выбрасывают взрывную. энергию. Энергетические волны попадают в корону, где превращаются в тепловую энергию.
Ученые отмечают, что до того, как выяснить, каким образом производится энергия в короне, надо составить ее карту и количественно оценить тепловой состав.
Ионы металла входят в корону, когда солнечные вспышки разного размера разрушают «ловушки» и они испаряются в петле потока в верхней атмосфере.
Выбросы энергии в солнечных вспышках и сопутствующих формах взрывов происходят, когда линии магнитного поля с их мощными нижележащими электрическими потоками изгибаются. Сильнейшие из взрывов становятся причиной космической погоды — радиации, энергетических частиц и магнитного поля, которые выбрасывает поверхность Солнца.
Сейчас ученые могут делать измерения векторов фотосферного магнитного поля, из которых вычисляется вертикальная составляющая электрических потоков и одновременно подсчитываются выбросы экстремальной ультрафиолетовой радиации, которые производят тяжелые ионы.
Ученые из Солнечной обсерватории «Большой медведь» при Технологическом институте Нью-Джерси сделали первые изображения в высоком разрешении магнитных полей и потоков плазмы, которые зародились глубоко под поверхностью Солнца. Благодаря снимкам исследователям удалось отследить эволюцию солнечных пятен и магнитных течений от появления в хромосфере до их зрелищного появления в короне как пылающих петель.
Выбросы экстремального ультрафиолета могут наблюдаться только из космоса. Обсерватория солнечной динамики на борту космического аппарата, запущенного в 2010 году измеряет и магнитное поле, и выбросы экстремального ультрафиолета со всего Солнца.
Выводы о температурной структуре короны и о том, позволяет ли она Солнцу передавать больше тепла в Солнечную систему, — предмет будущих исследований, говорят ученые.