Наконец-то! Получен ответ на 65-летнюю загадку с Солнцем

Как ни странно, атмосфера Солнца горячее, чем солнечная поверхность, несмотря на то, что она находится дальше от источника солнечного тепла. Эта загадка беспокоит физиков уже много лет.

Новое измерение, проведенное космическим кораблем Европейского космического агентства (ESA) Solar Orbiter и зондом NASA Parker Solar, подтвердило догадки ученых, связанные с так называемой «загадкой коронального нагрева», сообщает Space.

Дело в том, что корона (атмосфера Солнца) достигает температуры до 1 млн °C, тогда как на 1000 км ниже фотосфера достигает температуры только 6000 °C.

Ядро ​​Солнца, где происходит ядерный синтез водорода с гелием, является источником солнечного тепла. Представьте, будто воздух на высоте одного метра над костром горячее, чем воздух на расстоянии пары сантиметров от пламени. 

Solar Orbiter и Parker Solar Probe.
Solar Orbiter и Parker Solar Probe.Источник: ESA

Разница в тепле означает, что на корону должен действовать другой нагревательный механизм. До сих пор этот механизм ускользал от ученых, но турбулентность в атмосфере Солнца, нагревающая корональную плазму, уже давно считается правдоподобным объяснением. Однако эту гипотезу невозможно было проверить с помощью данных одного космического корабля. 

Спутники могут исследовать Солнце двумя способами: либо подходить близко, выполняя измерения на месте, либо проводить более удаленные исследования. Например, солнечный орбитальный аппарат Solar Orbiter изучает корону на расстоянии 42 млн километров от Солнца, в то время как солнечный зонд Parker преодолевает горячую плазму, проходя на расстоянии около 6,4 млн километров от солнечной поверхности. 

Они оба хороши в своем деле. Но если объединить масштабные измерения событий на Солнце, сделанные Solar Orbiter, с подробными наблюдениями того же явления с помощью солнечного зонда Parker, это даст полную картину Солнца со всеми сложными деталями.

Два снимка Солнца, снятые космическим кораблем Solar Orbiter, показывают пылающую горячую корону — внешнюю атмосферу Солнца.
Два снимка Солнца, снятые космическим кораблем Solar Orbiter, показывают пылающую горячую корону — внешнюю атмосферу Солнца.Источник: ESA

Однако это не так просто, как кажется. Солнечный зонд Parker должен находиться в поле зрения одного из инструментов Solar Orbiter, поскольку они оба наблюдают за Солнцем со своих относительных позиций.

В июне 2022 года две солнечные обсерватории оказались на расстоянии досягаемости от желаемой орбитальной конфигурации, чтобы участвовать в таком объединении.

В то время как Solar Orbiter смотрел на Солнце, Parker располагался немного в стороне, за пределами области видимости прибора Metis. Metis — это устройство, называемое «коронаграфом», которое блокирует свет фотосферы и позволяет изображать корону Солнца. Этот прибор идеально подходит для проведения дистанционных наблюдений в большом масштабе.

На иллюстрации показано, как Solar Orbiter необходимо выполнить маневр, чтобы одновременно поймать солнечный зонд Parker и Солнце.
На иллюстрации показано, как Solar Orbiter необходимо выполнить маневр, чтобы одновременно поймать солнечный зонд Parker и Солнце. Источник: ESA/NASA/Robert Lea

Чтобы идеально выровнять два космических корабля и направить солнечный зонд Parker в поле зрения Metis, Solar Orbiter развернулся на 45 градусов, а затем был направлен немного в сторону от Солнца. 

Собранные в результате этого маневра данные действительно указывали на турбулентность, которая могла передавать энергию так, как теоретически предсказывали физики, и вызывать нагрев короны. 

Турбулентность нагревает солнечную корону, аналогично тому, что происходит при перемешивании кофе на Земле. Энергия передается на меньшие масштабы через случайные движения в жидкости или газе, и это преобразует эту энергию в тепло. В случае короны Солнца, плазма магнетизирована — то есть магнитная энергия также может быть преобразована в тепло.

А еще на Солнце недавно обнаружили вопросительный знак. Странный изгиб удалось запечатлеть на сверхчетком снимке. Другие впечатляющие астрономические фото ищите в галерее ниже:

Astronomy Photographer of the Year 2023
Astronomy Photographer of the Year 2023
Astronomy Photographer of the Year 2023
Astronomy Photographer of the Year 2023
Astronomy Photographer of the Year 2023
18