Солнце кажется нам простым и понятным. Жёлтый диск, свет, тепло, привычная точка в небе, вокруг которой крутится всё — и в буквальном, и в переносном смысле. Кажется логичным что чем ближе к ядру, тем горячее. Чем дальше — тем холоднее. Но стоит заглянуть чуть глубже — и эта логика начинает ломаться. Поверхность Солнца разогрета примерно до 5500 градусов, а вот его внешняя атмосфера — солнечная корона — имеет температуру в миллионы градусов. То есть слои, находящиеся дальше от источника энергии, почему-то оказываются во много раз горячее, чем сами нижние слои. Это не мелкая аномалия и не экзотическая деталь. Это одна из самых известных и долгое время нерешённых загадок астрофизики, над которой десятилетиями ломали голову лучшие физики мира. В этой статье мы разберёмся не просто что греет солнечную корону, а почему привычная интуиция здесь не работает — и как Солнце на самом деле передаёт энергию туда, где, казалось бы, ей взяться неоткуда. Но прежде чем разбираться почему так, нужно понять что вообще значит “температура звезды”.
У звезды нет твёрдой поверхности, как у камня или металла. Когда мы говорим «температура Солнца», мы имеем в виду температуру слоя, откуда выходит основное излучение. У Солнца это фотосфера — тонкий слой толщиной всего несколько сотен километров.
Как же измеряют температуру звёзд.
Есть три основных метода:
1. По спектру излучения (главный способ). Любое горячее тело излучает свет.
Чем горячее — тем смещение спектра уходит в сторону коротких волн. Холодные звёзды — красные. Горячие — голубые. Солнце — жёлто-белое. По форме спектра можно очень точно определить температуру. Это работает не только для Солнца, но и для звёзд за тысячи световых лет.
2. По линиям элементов. При разных температурах атомы ионизируются по-разному. Например железо с 1 электроном — это одна температура, железо без электронов — это миллионы градусов. По этим линиям можно определить температуру даже там, где нет плотной материи, как в короне.
3. По излучению в ультрафиолете и рентгене. Корона Солнца светится не в видимом свете, а в ультрафиолете, рентгене. А это автоматически означает миллионные температуры.
Строение Солнца — где именно происходит странность.
Чтобы понять парадокс, нужно увидеть структуру:
1. Ядро — ~15 млн °C (там идёт термояд).
2. Лучистая зона
3. Конвективная зона
4. Фотосфера — ~5 500 °C (то, что мы видим)
5. Хромосфера — ~10–100 тыс. °C
6. Корона — 1–3 млн °C
Обрати внимание: Температура падает, потом снова резко растёт. Причём плотность в короне в миллиарды раз меньше, чем у поверхности. То есть газа почти нет, а температура чудовищная. Это выглядит как физический абсурд — но он реален.
Почему тепло не может просто «подняться» вверх.
Первое, что хочется сказать: «Ну тепло же поднимается». Но в Солнце это так не работает. Фотосфера — конец конвекции, выше — разреженная плазма. Теплопроводность там крайне низкая. Корона не может нагреваться за счёт простого теплопереноса снизу. Значит источник энергии локальный, прямо в короне, и вот тут начинается самое интересное.
Магнитное поле — главный подозреваемый. Солнце — не просто шар газа. Это магнитный монстр. Его магнитные линии закручены, они рвутся, пересоединяются, они хранят энергию. И эта энергия может превращаться в тепло, происходит взрывное высвобождение энергии. Мы видим это как
солнечные вспышки, корональные выбросы массы. Но есть гипотеза, что корону греют не большие вспышки, а миллиарды микровспышек — так называемые нанофлэры. Каждая из них крошечная, почти незаметная. Но вместе — колоссальный нагрев.
Вторая ключевая гипотеза — магнитогидродинамические волны. Солнце постоянно «дрожит». Плазма движется, магнитные линии колеблются, волны бегут вверх. Часть этих волн не отражается, не возвращается, а гаснет в короне, превращаясь в тепло. Миссия Parker Solar Probe впервые подтвердила, что такие волны реально переносят энергию в корону.
Казалось бы, раз в короне такие адские температуры - как у нас там летают зонды? Прежде чем ответить на данный вопрос, давайте уточним один важный момент. Это не "тепло" в бытовом смысле. Это высокая энергия частиц при крайне низкой плотности. Если перефразировать - температура это не то же самое, что количество тепла. Корона очень горячая, но почти пустая. Частиц мало. Передать тепло аппарату просто некому. Это похоже на ситуацию с духовкой при 250°C и раскаленным утюгом. Коснуться утюга опаснее, чем засунуть руку в духовку.
Ну и несколько слов о самом зонде Parker Solar Probe. Этот аппарат подходит ближе к Солнцу, чем любой объект до него — буквально ныряет в корону.
Его защищает тепловой экран из углеродного композита, толщиной около 11 см. Температура снаружи — до 1400°C, внутри — почти комнатная. Самое интересное то что зонд не столько борется с температурой, сколько с излучением и потоками заряженных частиц.
Почему же корона такая горячая.
Тут важный момент. Температура — это средняя энергия частиц, а не количество тепла. Корона очень горячая, но невероятно разреженная. Если бы вы каким-то чудом оказались там - вы бы не «сгорели» бы как в печке, но радиация и частицы вас бы убили. Это как очень горячий, но почти пустой газ
против тёплого, но плотного воздуха.
А бывает ли такое у других звёзд?
Да. И это ключевой момент. У активных звёзд короны ещё горячее. У красных карликов — чудовищные вспышки, у молодых звёзд — экстремальные магнитные поля. То есть это универсальное явление, а не особенность Солнца.
Значит: дело не в “странности Солнца”, а в физике плазмы и магнитных полей.
Эпилог.
Факт того, что корона горячее поверхности, — это не ошибка и не курьёз.
Это напоминание о том, что плазма ведёт себя не как обычный газ, магнитные поля — это реальные носители энергии. Даже «ближайшая звезда» остаётся частично загадкой. Мы знаем что происходит, мы почти понимаем как, но до конца не уверены почему именно так эффективно. И это, если честно, прекрасно. Потому что если даже Солнце ещё не полностью разгадано —
значит, Вселенная всё ещё гораздо глубже, чем кажется.
Я регулярно пишу о космосе, науке и границах нашего понимания.
Подписывайтесь на канал, если это вам близко. Это мотивирует меня писать чаще и больше