Даже редкие заряженные частицы могут оказывать влияние на перенос энергии в солнечной короне, температура которой достигает миллионов градусов
Наука и космос110:29
Исследователи выдвинули новое объяснение одной из древнейших тайн астрофизики — почему внешняя атмосфера Солнца, называемая короной, нагрета до миллионов градусов, в то время как видимая поверхность звезды имеет температуру около 5500 °C. Согласно новому исследованию, значительную роль в этом процессе могут играть микроскопические частицы пыли, находящиеся вблизи Солнца.
Данная работа основывается на данных космического зонда Parker Solar Probe, который в последние годы приблизился к Солнцу ближе, чем любой другой аппарат в истории. Гелиофизики обнаружили, что даже минимальное количество пыли может существенно изменять распространение плазменных волн, переносящих энергию через солнечную корону.
Проблема нагрева короны остаётся нерешённой на протяжении нескольких десятилетий. Наблюдения показывают, что температура внешней атмосферы Солнца может в сотни раз превышать температуру его поверхности. Для сравнения, это выглядело бы так, словно воздух вокруг горящей спички оказался бы значительно горячее самой спички.
До настоящего времени модели солнечной короны в основном рассматривали её как систему из электронов, ионов и магнитных полей. Предполагалось, что пыль не может играть значительной роли, поскольку частицы должны быстро разрушаться в условиях экстремально горячей среды.
Тем не менее, данные Parker Solar Probe побудили пересмотреть это предположение. Несмотря на то что аппарат не имеет специализированного детектора пыли, его приборный комплекс FIELDS способен фиксировать косвенные признаки её наличия. Когда частицы пыли с высокой скоростью сталкиваются с корпусом аппарата, они испаряются, создавая небольшие облака заряженных частиц, которые фиксируются как кратковременные электрические импульсы.
Исследователи сосредоточились на кинетических альфвеновских волнах — специфическом типе плазменных волн, которые могут переносить электромагнитную энергию и передавать её частицам вещества. Эти волны фактически функционируют как система, которая доставляет энергию через солнечную корону.
Анализ данных, собранных во время пролёта аппарата на расстоянии от 6,3 до 13,2 миллиона километров от поверхности Солнца летом 2024 года, показал, что частицы пыли могут влиять на такие волны сразу двумя способами. Во-первых, собственная масса пылинок замедляет распространение волн, позволяя им переносить энергию на большие расстояния. Во-вторых, электрический заряд пыли усиливает взаимодействие волн с окружающей плазмой, заставляя их быстрее отдавать накопленную энергию.
Моделирование показало, что оба механизма достаточно мощные, чтобы значительно изменять скорость распространения волн и область, где их энергия преобразуется в тепло. Это может помочь объяснить, почему нагрев солнечной короны происходит неравномерно, а солнечный ветер ускоряется по мере удаления от Солнца.
Авторы подчеркивают, что их работа не решает проблему нагрева короны в конечном счёте, а лишь вводит новый важный фактор, который ранее практически не учитывался. Поскольку Parker Solar Probe не имеет специализированного детектора пыли, результаты пока основаны на косвенных измерениях и компьютерных моделях.
Тем не менее, исследование открывает новую область для изучения физики Солнца. Будущие космические миссии, оснащённые специализированными детекторами пыли и приборами для анализа плазменных волн, смогут подтвердить, действительно ли частицы пыли участвуют в нагреве самой горячей атмосферы в Солнечной системе.
Darth SaharaИсточники:The Astrophysical JournalНаука и космос1КосмосСолнцеСолнечный ветерСолнечная физикаКосмическая пыльСолнечная коронаЗонд Parker Solar Probe10:29
Источник