Группа астрономов из Японии, США и Швейцарии привела экспериментальные довооды в пользу одного из объяснений давно интересующего ученых эффекта: повышенной температуры солнечной короны.
Солнечная корона – это самая внешняя часть атмосферы Солнца, ее мы можем наблюдать во время солнечного затмения. За ней идет хромосфера, слой сравнительно небольшой плотности толщиной около 2000 километров, а после начинается фотосфера – видимая поверхность Солнца, из которой исходит основная часть солнечного излучения в оптическом диапазоне. Наблюдается интересный эффект: температура фотосферы составляет от 6600 до 4000 кельвинов, тогда как солнечная корона разогрета значительно сильнее – в среднем до 1 – 2 миллионов кельвинов, а в особых случаях на отдельных участках и до 20 миллионов кельвинов. Для объяснения этого эффекта существуют две основные гипотезы. Одна связывает разогрев солнечной короны с магнитогидродинамическими волнами, которые переносят энергию нижних слоев Солнца во внешнюю часть солнечной атмосферы, рассеиваясь в ней. Другая объясняет нагрев короны эффектом пересоединения линий магнитного поля во время солнечных вспышек.
Нынешнее исследование подтверждает вторую гипотезу и указывает, что энергия, выделяющаяся при пересоединениях линий магнитного поля Солнца, переносится в область короны посредством нановспышек – сравнительно небольших взрывных процессов выделения энергии, в миллионы раз слабее обычных солнечных вспышек. Теоретически этот механизм был впервые предложен еще в 1964 году американским астрономом Томасом Голдом, а более подробно разработан специалистом по астрономии и физике плазмы Юджином Паркером. Изменения в магнитном поле преобразуют накопленную в нем энергию в движение плазмы. Движение быстро гасится из-за турбулентности потока и вязкости солнечного вещества, его энергия переходит в тепло и переносится свободными электронами вдоль линий магнитного поля, пока не достигнет места, где происходит нановспышка. Для подтверждения этой теории астрономам не хватало наблюдательных данных.
Теперь в пустыне штата Нью-Мексико ученые запустили ракету FOXSI-2 в пятнадцатиминутный полет для наблюдений за солнечной активностью. На аппарате были установлены семь чувствительных рентгеновских телескопов. Они обнаружили участок короны с температурой 10 миллионов кельвинов. Но крупных вспышек, которые могли вызвать перенос туда энергии от фотосферы, на соответствующем участке не было. Множество нановспышек, по расчетам авторов исследования, совместно могли обеспечить такой разогрев.
Итоги работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.
