Ученые впервые создали детальные карты внешней границы атмосферы Солнца — изменчивой области, где солнечное вещество разрывает магнитные оковы звезды и устремляется в межпланетное пространство.
Новые карты, построенные на основе данных зонда NASA «Паркер», полученных вблизи Солнца, а также информации с более удаленных космических аппаратов, показывают, что по мере роста активности Солнца (в периоды, отмеченные увеличением числа солнечных пятен и вспышек) эта граница становится больше, более неровной и изрезанной.
Результаты исследования, опубликованные 11 декабря в The Astrophysical Journal Letters, могут помочь усовершенствовать модели космической погоды, которые описывают, как солнечная активность влияет на Землю, а также улучшить прогнозы поведения атмосфер других звезд, заявляют ученые.
«Раньше мы могли лишь оценивать положение солнечной границы издалека, не имея возможности проверить, верны ли наши расчеты», — сказал в заявлении ведущий автор исследования, астрофизик из Центра астрофизики Гарвард-Смитсоновского института (CfA) в Массачусетсе Сэм Бэдман. «Но теперь у нас есть точная карта, которую мы можем использовать для навигации по этой области в ходе ее изучения».
«И, что важно, мы теперь можем наблюдать за ее изменениями и сопоставлять эти изменения с данными, полученными вблизи», — добавил он. «Это дает нам гораздо более ясное представление о том, что на самом деле происходит вокруг Солнца».
Эта граница, известная как поверхность Альфвена, отмечает точку, где скорость направленного от Солнца потока солнечного ветра начинает превышать скорость магнитных волн, которые в противном случае могли бы вернуть вещество обратно к звезде. За этим «рубежом невозврата» солнечные частицы больше не могут упасть назад и навсегда уносятся в межпланетное пространство.
Ученым было известно, что эта граница меняется в течение примерно 11-летнего цикла солнечной активности — расширяясь и усложняясь во время солнечного максимума и сжимаясь в более спокойные периоды минимума. Однако до сих пор у них не было прямого подтверждения того, как именно выглядят эти изменения.
«Это, фактически, то, что мы предсказывали ранее, но теперь мы можем подтвердить это напрямую», — отметил Бэдман.
Для создания новых карт исследователи объединили данные, полученные вблизи Солнца зондом «Паркер» (который неоднократно погружался в его внешнюю атмосферу во время рекордных сближений в период роста солнечной активности), с информацией от миссий ESA «Solar Orbiter» и NASA «Wind». Оба этих аппарата находятся на расстоянии около 1,5 млн километров от Земли.
С помощью инструмента SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) на борту «Паркера» команда напрямую исследовала область ниже поверхности Альфвена, подтвердив, что карты точно показывают, где заканчивается магнитное влияние Солнца и откуда солнечный ветер начинает свой свободный полет.
«Эта работа не оставляет сомнений: с каждым витком «Паркер» погружается глубоко в область, где рождается солнечный ветер», — сказал в заявлении соавтор исследования, астроном CfA и главный исследователь инструмента SWEAP Майкл Стивенс.
Точное определение мест и механизмов, с помощью которых солнечный ветер покидает Солнце, крайне важно для ответа на некоторые из самых больших открытых вопросов физики Солнца. В их числе — загадка нагрева солнечной короны, температура которой возрастает по мере удаления от поверхности светила.
По словам ученых, понимание точного положения этой границы также критически важно для улучшения прогнозов космической погоды, которые помогают защищать астронавтов на орбите, спутники и энергосети на Земле от разрушительных солнечных бурь.
Согласно заявлению, во время следующего солнечного минимума зонд «Паркер» вновь погрузится глубоко в атмосферу Солнца, что позволит ученым проследить, как эта граница эволюционирует в течение полного солнечного цикла.
«О солнечной короне по-прежнему остается множество увлекательных физических вопросов, на которые у нас нет полных ответов», — заключил Стивенс.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий