В течение 150 лет ученые пытались выяснить, почему тонкая верхняя атмосфера Солнца – корона – более чем в 200 раз горячее, чем поверхность Солнца. Этот регион, простирающийся на миллионы миль, каким-то образом перегревается и постоянно высвобождает сильно заряженные частицы, которые бегут по Солнечной системе со сверхзвуковой скоростью.
Когда эти частицы сталкиваются с Землей, они могут нанести вред спутникам и астронавтам, нарушить связь и даже помешать электросетям во время особенно сильных событий. Понимание того, почему корона становится такой горячей, может в конечном итоге помочь нам понять фундаментальную физику, лежащую в основе этих сбоев.
В последние годы ученые в значительной степени обсуждали два возможных объяснения нагрева короны: нановспышки и электромагнитные волны. Теория нановспышки предлагает взрывы, похожие на бомбы, которые выделяют энергию в солнечную атмосферу. Ожидается, что они являются братьями и сестрами более крупных солнечных вспышек, когда силовые линии магнитного поля внезапно пересоединяются, высвобождая волну горячих заряженных частиц.
Альтернативная теория предполагает, что тип электромагнитной волны, называемой альфвеновскими волнами, может выталкивать заряженные частицы в атмосферу, как океанская волна, толкающая серфера. Ученые теперь думают, что корона может быть нагрета комбинацией подобных явлений, а не одним единственным.
Новое открытие псевдошоков добавляет еще одного игрока в эту дискуссию.
В частности, он может вносить тепло в корону в определенные периоды времени, а именно, когда Солнце активно, например, во время солнечных максимумов – наиболее активной части 11-летнего цикла Солнца, отмеченной увеличением солнечных пятен, солнечных вспышек и массы короны. изгнания.
Открытие солнечных головастиков было несколько случайным. При недавнем анализе данных, полученных с помощью спектрографа визуализации областей интерфейса НАСА, или IRIS, ученые заметили уникальные вытянутые струи, выходящие из солнечных пятен ¬ — прохладные, магнитно-активные области на поверхности Солнца и поднимающиеся на 3000 миль во внутреннюю корону.
Самолеты с громоздкими головами и разреженными хвостами казались ученым головастиками, плывущими сквозь слои Солнца.
«Мы искали волны и выбросы плазмы, но вместо этого мы заметили эти динамические псевдоудары, такие как отключенные плазменные струи, которые не похожи на настоящие толчки, но обладают высокой энергией, чтобы восполнить радиационные потери Солнца», – сказал Абхишек Шривастава, ученый из индийской Технологический институт (BHU) в Варанаси, Индия, и ведущий автор новой статьи в Nature Astronomy.
Используя компьютерное моделирование, сопоставив события, они определили, что эти псевдоудары могут нести достаточно энергии и плазмы, чтобы нагреть внутреннюю корону.
Ученые полагают, что псевдоудары вызваны магнитным пересоединением – взрывным запутыванием силовых линий магнитного поля, которое часто происходит внутри и вокруг солнечных пятен. Псевдоудары пока наблюдались только вокруг краев солнечных пятен, но ученые ожидают, что они будут обнаружены и в других сильно намагниченных регионах.
В течение последних пяти лет IRIS следил за Солнцем на его более чем 10 000 орбитах вокруг Земли. Это один из нескольких флотилий НАСА, наблюдающих за Солнцем, которые постоянно наблюдали за Солнцем в течение последних двух десятилетий. Вместе они работают, чтобы разрешить дебаты о нагревании короны и разгадать другие загадки, которые хранит Солнце.
«С самого начала научное исследование IRIS было сосредоточено на сочетании наблюдений солнечной атмосферы с высоким разрешением с численным моделированием, фиксирующим основные физические процессы», – сказал Барт Де Понтье, исследователь из лаборатории солнечной и астрофизики Lockheed Martin в Пало-Альто, Калифорния. "Этот документ является хорошей иллюстрацией того, как такой скоординированный подход может привести к новому физическому пониманию того, что движет динамикой солнечной атмосферы."
Последний участник гелиофизического флота НАСА, Parker Solar Probe, может дать некоторые дополнительные ключи к разгадке тайны нагрева короны. Запущенный в 2018 году космический корабль пролетает через солнечную корону, чтобы проследить, как энергия и тепло перемещаются по региону, и исследовать, что ускоряет солнечный ветер, а также частицы солнечной энергии. Рассмотрение феноменов, находящихся далеко над областью, где обнаружены псевдоудары, в исследовании Parker Solar Probe надеется пролить свет на другие механизмы нагрева, такие как нановспышки и электромагнитные волны.
Эта работа дополнит исследования, проведенные с помощью IRIS.
«Этот новый механизм нагрева можно сравнить с исследованиями, которые будет проводить Parker Solar Probe», – сказала Алейда Хиггинсон, заместитель научного сотрудника проекта Parker Solar Probe в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лорел, штат Мэриленд. "Вместе они могли бы составить полную картину нагрева короны"."