Поразительное открытие: на Солнце плазменные дожди выпадают гораздо чаще, причем это происходит в неожиданных местах. До сих пор ученые предполагали конденсацию плазмы только в наиболее выступающих в космос петлях магнитного поля. Но теперь исследователи обнаружили дождь из плазмы в других, гораздо меньших солнечных структурах. И это открытие может помочь решить старую загадку коронального нагрева.
В этой плазменной петле горячая плазма падает на поверхность Солнца подобно водопаду. И вот теперь исследователи обнаружили такой дождь из корональной плазмы в удивительно маленьких дугах. © NASA/ SDO
Солнце и сложные комплексные процессы в его бурлящих плазменных массах до сих пор остаются загадкой для ученых. К таковым относятся взаимодействие солнечной плазмы и линий магнитного поля, а также экстремальное тепло короны: атмосфера Солнца на миллионы градусов горячее его поверхности, но источник его «нагрева» до сих пор еще так и не определен. Не менее загадочным представляется и корональный дождь: горячая плазма в некоторых местах выпадает назад на поверхность Солнца подобно водопаду.
Плазмопад в плазменных петлях
«При корональном дожде горячая плазма в высоких слоях солнечной короны испытывает быстрое охлаждение от одного миллиона кельвинов до десяти тысяч кельвинов, конденсируется и падает обратно на поверхность», - объясняют Эмили Мейсон из Центра космических полетов имени Годдарда NASA и ее коллеги. Эти плазменные «водопады» могут достигать скорости падения до 200 тысяч километров в час. Но как именно образуется такой дождь и в каких структурах он происходит, пока остается неясным.
Чтобы прояснить загадку, Мейсон и ее команда специально искали в самых больших магнитных петлях на поверхности Солнца солнечный дождь, так называемые шлемовые потоки (из-за их внешнего сходства со шлемом). Эти дугообразные вспышки плазмы выдвигаются и проникают в космос более чем на миллион километров и даже видны с Земли в короне во время солнечных затмений. Как следует из компьютерных моделей, плазменный дождь должен в первую очередь проявляться именно там. Для этого исследователи оценивали изображения и данные из Обсерватории солнечной динамики НАСА (SDO) в течение пяти месяцев.
Плазменный дождь в неожиданном месте
Поразительный результат: Мейсон и ее команда не нашли ничего. Ни в одном из больших шлемовых потоков исследователи не обнаружили ни капли дождей из солнечной плазмы. Но ведь все модели утверждают, что плазма должна была в этих структурах обязательно выпадать! «Может быть, дождь там настолько мал, что мы его просто не видим? Этого мы не знаем», - говорит Мейсон.
Тем не менее, исследователи обнаружили целую серию плазменных дуг высотой чуть менее 50 тысяч километров, и в них шли обильные плазменные дожди. «Частота дождя и легкость, с которой его можно наблюдать, указывают на то, что это явление обычно происходит именно в топологиях подобного масштаба», - говорят исследователи. Но это значит вот что: дождь из солнечной плазмы встречается в значительно большем количестве мест на Солнце, чем считалось ранее.
А не это ли является «печью» коронального отопления?
И что интересно: новые наблюдения могут пролить также и новый свет на поиск источника нагрева солнечной короны. Согласно существующим моделям, плазма может выпадать дождем только в том случае, если основание петель магнитного поля очень горячее, и плазма сильно охлаждается при движении вдоль высоких линий поля. «Если в петле присутствует корональный дождь, то это свидетельствует о том, что в нижних 10 процентах этой петли имеется корональный нагрев», объясняет Мейсон.
А это может означать и то, что «корональный нагреватель» также может находиться у основания этих плазменных петель. «Это кардинально сужает область, где может иметь место корональный нагрев», - говорит Мейсон. - «Мы до сих пор не знаем точно, что нагревает корону, но это должно происходить где-то в этом слое». Исследователи надеются, что данные измерений солнечного зонда Parker смогут предоставить им больше информации о генерации солнечной плазмы и загадке нагрева короны. Сам же зонд NASA в настоящее время движется в солнечной короне.
0
