Ученые давно уже предполагали: альвеновские волны – это то, что создает высокие температуры в солнечной короне. И вот теперь астрономы смогли впервые проследить за процессом нагрева.
Гигантское солнечное пятно на снимке NASA в октябре 2014 года.
Международной группе исследователей при поддержке Австрийского института космических исследований в Граце удалось приблизиться к разгадке еще одного вопроса исследований Солнца. Как сообщают ученые в журнале Nature Physics, им удалось получить доказательство нагрева солнечной атмосферы волнами плазмы. По мнению физиков из Граца, это стало прорывом в поиске ответа на вопрос, который занимал науку на протяжении десятилетий.
Хотя на поверхности Солнца (фотосфера) преобладает температура «всего» в несколько тысяч градусов Цельсия, в более высоких слоях атмосферы (корона) нашей звезды температуры достигают уже миллиона градусов Цельсия. Но как нагревается коронарная плазма, до сих пор однозначно и окончательно ответить наука не могла.
Чтобы продолжить нагрев разреженных газов в короне, особо много энергии, в общем-то, и не нужно. Но при этом не удавалось идентифицировать механизм, с помощью которого энергия закачивается в корону и там распределяется. Уже давно ряд исследователей предполагал, что за это ответственны так называемые альвеновские волны. Названы они по имени шведского физика и Нобелевского лауреата Ханнеса Альвена. Эти плазменные волны возникают вследствие колебаний магнитных силовых линий, и они могут, согласно распространенному тезису, передавать тепло на электрически заряженные частицы короны.
Шоковые волны в хромосфере
Альвеновские волны уже более полувека находятся в центре внимания лабораторной физики плазмы и астрофизики, но их прямое подтверждение в атмосфере Солнца было чрезвычайно проблематичным, рассказывают члены группы исследователей во главе с Сэмюэлем Д.Т.Грантом из исследовательского центра Британского Королевского университета в Белфасте. Теперь же Грант и его коллеги представили результаты первых наблюдений, свидетельствующих о том, что именно альвеновские волны нагревают плазму в переходном слое (хромосфера) между фотосферой и короной вследствие шоковых фронтов.
Подтверждение удалось благодаря синхронным наблюдениям с высоким разрешением солнечного пятна 2014 года, которые проводились с помощью телескопа Dunn Solar (США) и обсерватории Solar Dynamics, принадлежащей американскому космическому агентству NASA. Именно данные, полученные в ходе тех наблюдений, легли в основу анализа международной группы ученых. Согласно информации австрийских ученых и соавтора исследования Теймураза Закварашвили, наблюдавшийся мощный температурный подъем во время распространения волн стал четким признаком преобразования энергии. «Наблюдение за альвеновскими шоковыми волнами стало ключом к решению загадки, каким образом нагревается коронарная плазма», - говорит Закварашвили.
Авторы исследования надеются, что строящийся на гавайском вулкане Халеакала американский солнечный телескоп Daniel K. Inouye (DKIST) продолжит раскрытие микроструктур шоковых волн, а это обеспечит возможность максимально глубокого изучения роли альвеновских волн в глобальном нагреве солнечной атмосферы. Исследователи Австрийского института космических исследований надеются получить новые данные и с помощью космической миссии Solar Orbiter. В рамках этой миссии Европейского космического агентства Солнце и гелиосферу предполагается подробнейшим образом изучать с расстояния в 45 солнечных радиусов. Австрийским ученым в рамках этого проекта поручено заняться калибровкой антенн, созданием компьютера для измерения радиоволн, а также принять участие в создании магнитометра.
