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.

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.

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 нас в Facebook