Температура видимой поверхности Солнца, фотосферы, составляет около 6300°C. Но всего в нескольких тысячах километров над ней температура солнечной атмосферы, короны, достигает миллиона градусов по Цельсию и даже больше.
Этот скачок температуры наблюдается у большинства звёзд и представляет собой фундаментальную загадку, над которой астрофизики размышляли в течение десятилетий.
В 1942 году шведский учёный Ханнес Альфвен предположил, что намагниченные волны плазмы могут переносить огромное количество энергии вдоль магнитного поля Солнца от его внутренней части к короне, минуя фотосферу, прежде чем взорваться с выделением огромного количества тепла в верхних слоях атмосферы Солнца.
Эта гипотеза, высказанная около 80 лет назад, стала наиболее популярной в научном сообществе, но требовались доказательства. Недавно опубликованное исследование не только подтвердило её, но и приблизило человечество на шаг к освоению этого высокоэнергетического феномена здесь, на Земле.
Солнце почти полностью состоит из плазмы — высокоионизированного газа, несущего электрический заряд. Движение этой плазмы в конвекционной зоне – верхней части солнечного пространства – создаёт огромные электрические токи и сильные магнитные поля.
Эти поля затем вытягиваются из недр Солнца конвекцией и попадают на его видимую поверхность в виде тёмных солнечных пятен, представляющих собой скопления магнитных полей, которые могут образовывать различные магнитные структуры в солнечной атмосфере.
Вот тут-то и возникает теория Альфвена, который получил за неё Нобелевскую премию в 1970 году. Он пришёл к выводу, что внутри намагниченной плазмы Солнца любое объёмное движение электрически заряженных частиц будет нарушать магнитное поле, создавая волны, которые могут переносить огромное количество энергии на огромные расстояния от поверхности Солнца до верхних слоев его атмосферы. Тепло проходит по так называемым «трубкам солнечного магнитного потока», значительно повышая температуру его короны.
Проблема в том, что это долго оставалось лишь гипотезой, ведь на поверхности Солнца и в его атмосфере происходит так много событий – от явлений, во много раз больших, чем Земля, до небольших изменений ниже разрешения наших приборов, – что прямых наблюдательных доказательств волн Альфвена в фотосфере до сих пор не было получено.
На выручку пришли современные приборы, в частности, интерферометрический двумерный спектрополяриметр для спектроскопии изображений (IBIS). Этот прибор позволил нам проводить гораздо более детальные наблюдения и измерения Солнца. Именно с его помощью, в сочетании с хорошими условиями наблюдения, передовым компьютерным моделированием и усилиями международной команды учёных из семи исследовательских институтов, удалось подтвердить существование волн Альфвена в трубках солнечного магнитного потока.
Прямое открытие волн Альфвена в солнечной фотосфере является важным шагом к использованию их высокого энергетического потенциала здесь, на Земле. Они могли бы помочь нам исследовать ядерный синтез — Святой Грааль науки, открывающий путь к безграничной чистой энергии.
Только представьте, что мы можем стать свидетелями столь грандиозного прорыва человечества.
1. Работа, о которой речь в публикации.
2. Немного о загадках солнечной короны.
3. IBIS.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.