Недавно солнечный зонд НАСА Parker подлетел достаточно близко к Солнцу, чтобы обнаружить тонкую структуру солнечного ветра вблизи того места, где он генерируется на поверхности Солнца, выявив детали, которые ранее были неизвестны учёным.
Корональные дыры - это области, где силовые линии магнитного поля выходят из поверхности Солнца и распространяются в пространстве. В периоды солнечного затишья эти дыры обычно расположены на полюсах, и генерируемый ими высокоскоростной солнечный ветер не достигает земли. Однако во время солнечной активности, которая происходит каждые 11 лет, на поверхности Солнца образуются корональные дыры, посылающие порывы солнечного ветра непосредственно к нашей планете. Согласно результатам анализа, проведенного группой исследователей, корональные дыры ведут себя как вентиляционные отверстия: отдельные струи исходят из ярких пятен, называемых супергрануляциями, где линии магнитного поля исходят от поверхности Солнца. Когда магнитные поля пересекаются в этих "воронках", которые могут простираться на 30 000 километров, поля разделяются и сливаются, вызывая выброс заряженных частиц из Солнца. В этом процессе, называемом магнитным пересоединением, магнитное поле усиливается. Основываясь на частицах очень высокой энергии, обнаруженных зондом, исследователи пришли к выводу, что "быстрый" солнечный ветер может возникнуть только в результате такого явления
Миссия Parker Solar Probe была выведена в космос в августе 2018 года для решения одной из самых амбициозных задач в истории астрономии и космонавтики - сближения с Солнцем на минимально возможное расстояние, которое составит примерно шесть миллионов километров. В конечном итоге работа PSP завершится погружением в раскаленную атмосферу светила, что произойдет, как ожидают ученые, в середине текущего десятилетия.
Одной из главных задач PSP, как отмечает профессор Бейл, было изучение процесса зарождения солнечного ветра, потока заряженных частиц, непрерывно выбрасываемых светилом. До отправки зонда к Солнцу у теоретиков было две теории, одна из которых связывала формирование солнечного ветра с пересоединением линий магнитного поля звезды, а авторы второй идеи предполагали, что поток заряженных частиц порождался так называемыми плазменными, или альвеновскими, волнами.
Благодаря этому зонду учёные получили изучить структуру солнечного ветра вблизи корональных отверстий и определить скорость частиц, которые их покидают.
Учёные поняли, что лучи выброшенных частиц не были случайным образом расположены внутри корональных дыр - они совпадали с воронкообразными структурами, где линии магнитного поля врезаны в толщу солнца. Астрономы показали, что периодические разрывы и перестройка этих линий генерируют достаточно энергии, чтобы "выбрасывать" частицы с поверхности звезды, образуя быстрый солнечный ветер, который возникает над полюсами звезды.
Понимание этого процесса позволит нам лучше понять внутреннюю структуру нашей звезды. А уже это поможет более точно прогнозировать поведение Солнца и то, как корональные выбросы вещества поступают из ее недр, которое может значительно мешать работе орбитальных спутников и вызвать массовые сбои в связанной с ними инфраструктуре на Земле.
Источники информации
- S.D. Bale et al. 2023. Interchange reconnection as the source of the fast solar wind within coronal holes. Nature 618, 252-256; doi: 10.1038/s41586-023-05955-3
