Розгадано 70-річну загадку Сонця: вчені з’ясували, що робить його атмосферу пекельно гарячою

Сонце / © NASA

Сонячна корона, що простягається на мільйони кілометрів від поверхні світила, вже десятиліттями залишається однією з найбільших загадок астрономії. Попри те що температура поверхні Сонця становить близько 5500 °C, його зовнішня атмосфера у сотні разів гарячіша — досягаючи кількох мільйонів градусів. Як саме енергія передається з холоднішої частини в гарячішу, вчені не могли пояснити понад 70 років.

Про це повідомило видання ScienceAlert.

Міжнародна команда фізиків і астрономів повідомила про перше підтвердження існування дрібномасштабних торсійних хвиль Альвена, які пронизують усю корону Сонця. Ці хвилі рухаються вздовж магнітних ліній, скручуючи їх і піднімаючи плазму вгору, що сприяє перенесенню енергії в зовнішні шари атмосфери.

Раніше науковцям вдавалося фіксувати лише великі, ізольовані хвилі Альвена, які виникали під час потужних сонячних спалахів. Менші ж хвилі залишалися лише теоретичним припущенням, яке не вдавалося підтвердити експериментально.

«Це відкриття завершує тривалі пошуки цих хвиль, які сягають свого початку в 1940-ті роки. Ми нарешті змогли безпосередньо спостерігати ці торсійні рухи, що скручують лінії магнітного поля вперед і назад у короні», — зазначив фізик Річард Мортон.

Прорив став можливим завдяки спостереженням, проведеним за допомогою найпотужнішого у світі сонячного телескопа імені Даніеля К. Іноуе, який належить Національному науковому фонду США. Його висока роздільна здатність дозволила з надзвичайною точністю відстежити рухи плазми.

Дослідники аналізували переміщення перегрітого заліза, яке випромінює різні відтінки світла залежно від напрямку руху — блакитніші, коли частинки наближаються до Землі, і червоніші, коли віддаляються. Це дало змогу зафіксувати тонкі скручувальні коливання, які раніше залишалися непоміченими.

«Рух плазми в короні Сонця характеризується переважно коливальними рухами. Вони маскують крутильні рухи, тому мені довелося розробити спосіб усунення коливань, щоб виявити скручування», — пояснив Мортон.

Отримані результати допоможуть краще зрозуміти, як енергія передається у верхні шари Сонця та як формується сонячний вітер — потік заряджених частинок, що впливає на магнітне поле Землі, супутники й енергосистеми.

Дрібномасштабні торсійні хвилі Альвена, за словами науковців, можуть бути ключем до пояснення того, як сонячна плазма долає гравітаційне тяжіння й підтримує надзвичайно високі температури у короні.

Можливість спостерігати ці процеси напряму відкриває шлях до точнішого моделювання космічної погоди й прогнозування геомагнітних бур.

«Це дослідження забезпечує суттєве підтвердження низки теоретичних моделей, що описують, як турбулентність альфвенівських хвиль живить сонячну атмосферу. Наявність прямих спостережень нарешті дозволяє нам перевірити ці моделі на відповідність реальності», — додав фізик.