space

Путь распространения волн в атмосфере Солнца

sun_waveГлядя на Солнце с Земли, может показаться, что оно постоянно. Однако, наша звезда непрерывно меняется. Вещество курсирует не только внутри светила, но и по всей экспансивной атмосфере. Понимание танца заряженного газа является ключевым в изучении нашего Солнца, в частности, как оно нагревает свою атмосферу, как создает постоянный поток солнечного ветра во всех направлениях и как магнитные поля изгибаются и меняют направление, создавая регионы, которые могут разразиться гигантским извержением.

И вот, впервые ученые смогли проследить особый вид солнечной волны, а точнее то, как она устремляется вверх от поверхности Солнца через его атмосферу. Отслеживание солнечных волн, как эта, обеспечивает исследователей новым инструментом для изучения атмосферы Солнца, а ее путь поддерживает существование механизма, который перемещает энергию и, следовательно, тепло в таинственных верхних слоях атмосферы звезды. Исследование и результаты были представлены в журнале Astrophysical Journal Letters 11 октября 2016 года.

«Мы видим некоторые виды солнечных сейсмических волн, путешествующих вверх из нижних слоев атмосферы, называемых хромосферой, в верхние слои, в корону. Эта работа позволяет по новому взглянуть на волны, которые могут внести свой вклад в энергию атмосферы», – сказал Хунвей Чжао, ведущий автор исследования из Стэнфордского университета (США).

В своей работе ученые использовали богатства данных, полученных обсерваториями NASA «Solar Dynamics Observatory» и «Interface Region Imaging Spectrograph», а также обсерваторией «Big Bear Solar Observatory» при Технологическом институте Нью-Джерси (США).

Хотя ученые давно подозревали, что волны в пятнах на поверхности Солнца связаны с теми, что наблюдаются в самых нижних слоях атмосферы, этот новый анализ впервые дал возможность взглянуть на то, как на самом деле они путешествует через различные слои оболочки нашей звезды.

Когда материал нагревается до высоких температур, он высвобождает энергию в виде света. Тип волны этого света определяется тем, что это за материал и какова его температура. Это означает, что различные длины волн от Солнца могут быть сопоставлены с различными температурами солнечного вещества. Так как мы знаем, как изменяется температура нашей звезды на протяжении слоев ее атмосферы, мы по существу можем наблюдать за тем, как эти волны путешествуют.

«Наблюдения за тем, как волны движутся вверх, многое говорит нам о свойствах атмосферы над солнечными пятнами, например, о температуре и плотности. Но что еще более важно, мы можем выяснить напряженность магнитного поля и его направление в этих регионах», – сказал Рюжу Чен, один из авторов исследования из Стэнфордского университета.

Влияние магнитного поля на волны очень ярко выражено. Они, вместо того, чтобы двигаться прямо вверх через Солнце, отклоняются от курса, следуя по изогнутой траектории сквозь атмосферу.

«Магнитное поле действует как железнодорожный путь, направляя волны сквозь атмосферу», – пояснил Дин Песнел, ученый миссии «Solar Dynamics Observatory» из Центра космических полетов им. Годдарда NASA.

Еще одним важным последствием нового исследования является поиск ответа на давний вопрос в области физики Солнца: проблема нагрева короны.

Солнце вырабатывает энергию путем плавления водорода в ядре, поэтому простейшие модели указывают на то, что каждый «слой» по направлению к поверхности должен быть холоднее, чем предыдущий. Тем не менее, внешние слои атмосферы Солнца, называемые короной, примерно в сто раз жарче, чем нижние области. Загадочное противоречие. Пока еще никто не смог окончательно определить источник лишнего тепла в короне, но волны могут играть незначительную роль в этом процессе.

«Когда волны движутся наверх, с ними могут происходить разные вещи. Некоторые могут отражаться обратно вниз, а некоторые способствовать нагреву, но насколько, мы пока не знаем», – заключил Хунвей Чжао.

Поделиться с друзьями: