Все знают как выглядит Солнце. Ярко-оранжевый шар с огненными струями, извергающимися на тысячи миль в космос, с температурой, превышающей миллион градусов. Однако новое исследование Национального центра атмосферных исследований (NCAR) ставит под сомнение существование корональных петель вообще.
В отчете, опубликованном в журнале Astrophysical Journal, было установлено, что на самом деле это могут быть оптические иллюзии. В то время как исследователи смогли точно определить некоторые из корональных петель, которые они искали, они также обнаружили, что во многих случаях то, что кажется петлями на снимках Солнца, на самом деле может быть складками яркой плазмы в солнечной атмосфере. Когда листы яркой плазмы складываются сами по себе, морщины выглядят как яркие тонкие линии, имитирующие внешний вид отдельных и автономных нитей плазмы.
“Всю свою жизнь я изучаю корональные петли”, - сказала ученый NCAR Анна Маланушенко, возглавлявшая исследование. “Я была воодушевлена тем, что это моделирование даст мне возможность изучить их более подробно. Но я меньше всего ожидала такого результата. Когда я его увидела, мой мозг взорвался. Это совершенно новая парадигма понимания атмосферы Солнца".
Корональные петли находятся вокруг солнечных пятен и в активных областях Солнца. Эти структуры связаны с замкнутыми линиями магнитного поля, которые соединяют различные области на поверхности Солнца. Многие корональные петли испускаются несколько дней или недель, но большинство из них возникают и исчезают довольно быстро. Предположение о том, что они существуют, является нормальным для ученых, потому что оно соответствует самому базовому пониманию магнетизма.
Полученные результаты, получившие название гипотезы “корональной завесы”, могут иметь существенные последствия для исследований солнечной системы. Эти корональные петли десятилетиями использовались как способ получения информации о плотности, температуре и других физических характеристиках солнечной атмосферы.
“Это исследование напоминает нам как ученым, что мы всегда должны подвергать сомнению наши предположения и что иногда наша интуиция может работать против нас”, - сказала Маланушенко.
Исследование основывалось на реалистичном 3D-моделировании солнечной короны, созданном MURAM, радиационной магнитогидродинамической моделью, которая была расширена для воспроизведения солнечной короны в рамках усилий, предпринятых NCAR несколько лет назад. Модель позволила исследователям разрезать корону на отдельные участки, пытаясь изолировать отдельные корональные петли.
Поскольку на Солнце существует значительное магнитное поле, существование линий магнитного поля, которые могли бы задерживать поток плазмы между ними и создавать петли, кажется очевидным объяснением. И на самом деле, новое исследование подтверждает, что такие петли, скорее всего, все еще существуют.
Однако петли, видимые на Солнце, на самом деле никогда не вели себя точно так, как должны, основываясь на знаниях о магнитах. В качестве примера ученые предположили, что линии солнечного магнитного поля расширяются по мере того, как они поднимаются выше в короне. Следовательно, плазма, захваченная между линиями поля, также должна распространяться между границами, создавая более толстые и тусклые петли. Но изображения Солнца этого не показывают. Вместо этого они показывают обратное. Петли, расположенные дальше, все еще кажутся тонкими и яркими.
Возможность того, что эти петли вместо этого являются морщинами в корональной вуали, помогает объяснить это и другие несоответствия ожиданиям ученых относительно корональных петель. Это также ставит под сомнение новые загадки, такие как то, что определяет форму и толщину складок и сколько из кажущихся петель на изображениях Солнца на самом деле являются реальными нитями, а сколько - оптическими иллюзиями.
Впервые исследовательская группа также смогла запечатлеть весь период жизни солнечной вспышки, от накопления энергии под поверхностью Солнца до появления вспышки на поверхности и, наконец, до огненного выброса энергии.
Маланушенко сказала, что понимание количества корональных петель, которые на самом деле являются оптическими иллюзиями, потребует продолжения наблюдений, которые исследуют корону, и новых методов анализа данных.
“Мы знаем, что разработка таких методов была бы чрезвычайно сложной задачей, но это исследование демонстрирует, что способ, которым мы в настоящее время интерпретируем наблюдения за Солнцем, может оказаться недостаточным для того, чтобы мы могли по-настоящему понять физику нашей звезды”.