Почему солнечная корона горячей поверхности звезды? Ученые близки к разгадке

Компьютерное моделирование показывает, что миниатюрные солнечные вспышки, получившие название "костры", обнаруженные в прошлом году аппаратом Solar Orbiter ESA, вероятно, вызваны процессом, который может внести значительный вклад в нагрев внешней атмосферы Солнца или короны.

Почему солнечная корона горячей поверхности звезды? Ученые близки к разгадке

У Солнца есть загадочная особенность: каким-то образом разреженная атмосфера состоит из газа с температурой в миллион градусов, при том, что температура поверхности Солнца составляет всего 5500°C. Логика подсказывает, что если тело очень горячее в центре и относительно прохладное на поверхности, то чем сильней вы отдаляетесь от поверхности, тем меньше тепла должно ощущаться. Но особенность короны Солнца и многих других звезд заключается в том, что она начинает нагреваться по мере того, как вы перемещаетесь в сторону от поверхности. За последние десятилетия было выдвинуто множество идей, касающихся магнитного поля Солнца, но то, как энергия генерируется, транспортируется и рассеивается, было источником множества споров.

Потрясающие детали уже предоставлены изображениями от Solar Orbiter Extreme Ultraviolet Imager (EUI) всего через несколько месяцев после запуска в прошлом году, и с тех пор было обнаружено более 1500 маленьких мерцающих вспышек, получивших название "костры". Эти недолговечные вспышки длятся от 10 до 200 секунд, а их площадь составляет от 400 до 4000 км. Самые маленькие и самые слабые события, которые раньше не наблюдались, кажутся самыми многочисленными и представляют собой невидимую ранее тонкую структуру области, в которой, как предполагается, кроется тайна нагрева.

Яцзе Чен, аспирант Пекинского университета в Китае, работая с профессором Харди Петером из Института исследований солнечной системы Макса Планка в Германии и его коллегами, использовал компьютерную модель, чтобы погрузиться в физику костров, и получили впечатляющие первые результаты.

Почему солнечная корона горячей поверхности звезды? Ученые близки к разгадке

Источник: Chen et al (2021)

Снимок солнечного костра, созданный при компьютерном моделировании во время кратковременной вспышки, и его связь с местным магнитным полем. Полевые линии изображения от белого магнитного поля в правом нижнем углу видны тянутся вверх до левого верхнего угла.

Созданная модель рассчитывает излучение или энергию Солнца так, как их смог бы измерить гипотетический инструмент. Модель создавала костры. Кроме того, она отслеживала линии магнитного поля, позволяя увидеть его изменения внутри и вокруг вспышки с течением времени, показывая то, что, похоже, работает процесс, называемый пересоединением компонентов.

Повторное соединение — это хорошо известное явление, когда силовые линии магнитного поля противоположного направления разрываются, а затем снова соединяются, высвобождая при этом энергию. Типичное повторное соединение происходит между силовыми линиями, направленными в противоположных направлениях, но при так называемом пересоединении компонентов силовые линии почти параллельны, указывая в одном направлении, поэтому повторное соединение происходит под очень маленькими углами.

В итоге моделирование показало, что энергии, высвобождаемой в результате небольших вспышек, может быть достаточно для поддержания температуры солнечной короны, предсказанной на основе наблюдений.

Почему солнечная корона горячей поверхности звезды? Ученые близки к разгадке

Источник: Solar Orbiter/Группа EUI (ESA и NASA)

На этой анимации показана серия изображений Солнца, снятых с помощью тепловизора в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUI) на орбитальном аппарате ESA / NASA 30 мая 2020 года.

Однако исследователи говорят, что еще очень рано закрывать вопрос с разницей температур поверхности и короны звезд. Они использовали эту модель, чтобы посмотреть на семь самых ярких событий, сгенерированных в их моделировании, которые, вероятно, соответствуют самым большим кострам, наблюдаемым EUI.

Ключом к продолжению исследования станут совместные наблюдения EUI и космического аппарата Polarimetric и Helioseismic Imager (PHI) и спектрографа Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) после того, как в ноябре начнется полноценная научная миссия Solar Orbiter. PHI покажет магнитное поле Солнца и то, как оно изменяется на поверхности, а SPICE будет измерять температуру и плотность короны.

Читайте также

Осеннее равноденствие наступит 23 сентября, но день и ночь не будут равны

Осеннее равноденствие наступит 23 сентября, но день и ночь не будут равны

На Марсе хотят добывать ракетное топливо из CO2

На Марсе хотят добывать ракетное топливо из CO2

Астрономы наблюдают «возрожденную» звезду, меняющуюся прямо на глазах

Астрономы наблюдают «возрожденную» звезду, меняющуюся прямо на глазах

На Луне обнаружили крупнейший новый кратер — он образовался всего два года назад

На Луне обнаружили крупнейший новый кратер — он образовался всего два года назад

Пик Орионид и яркий Сатурн: что смотреть в небе в октябре

Пик Орионид и яркий Сатурн: что смотреть в небе в октябре

Астрономы обнаружили самую молодую известную экзопланету Elias 2-24 b — ей меньше миллиона лет

Астрономы обнаружили самую молодую известную экзопланету Elias 2-24 b — ей меньше миллиона лет

Россия запустила к МКС грузовой корабль «Прогресс-96» с тремя тоннами припасов

Россия запустила к МКС грузовой корабль «Прогресс-96» с тремя тоннами припасов

NASA включило основные приборы нового космического телескопа Roman

NASA включило основные приборы нового космического телескопа Roman

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Математик улучшил алгоритм поиска кратчайших путей спустя почти 30 лет

Математик улучшил алгоритм поиска кратчайших путей спустя почти 30 лет

Gemini во время тестирования взломала системы трех реальных компаний

Gemini во время тестирования взломала системы трех реальных компаний

Квантовая теория не позволяет рациональным наблюдателям «согласиться не соглашаться»

Квантовая теория не позволяет рациональным наблюдателям «согласиться не соглашаться»