Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики – The Universe Times | 18.06.2019

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Разгадка тайны перегрева Солнца с помощью Parker Solar Probe

Разгадка тайны перегрева Солнца с помощью Parker Solar Probe

Это одна из величайших и самых длительных загадок, которая, буквально, окружает наше Солнце. Почему его внешняя атмосфера горячее, чем огненная поверхность?

Исследователи из Мичиганского университета считают, что у них есть ответ на этот вопрос, и надеются доказать это с помощью зонда Parker Solar Probe.

Примерно через два года этот аппарат станет первым рукотворным зондом, вошедшим в зону, окружающую Солнце, в которой нагревание выглядит принципиально иначе, чем то, что ранее наблюдалось в космосе. Это позволит учёным проверить свою теорию о том, что нагрев происходит из-за небольших магнитных волн, перемещающихся вперед и назад внутри зоны.

Успешное расследование этой тайны позволит исследователям лучше понять и предсказать солнечную погоду, которая может представлять серьезную угрозу для энергосистемы Земли. И первый шаг на этом пути – определить, где начинается и заканчивается нагревание внешней атмосферы Солнца.

“Независимо от того, какой физический процесс стоит за этим перегревом, это загадка буквально смотрит нам в глаза в течение уже пятисот лет. И всего через два года Parker Solar Probe наконец-то даст ответ”, – Джастин Каспер, профессор климатических и космических наук и главный исследователь миссии в Университете штата Мичиган.

Эта теория и то, как команда будет использовать зонд для её проверки, изложены в статье, опубликованной 4 июня в Astrophysical Journal Letters.

Солнце, иллюстрация Альвеновских волн. Источник: University of Michigan

Солнце, иллюстрация Альвеновских волн. Источник: University of Michigan

В этой зоне нагрева над поверхностью Солнца температура постоянно повышается. Ещё более странно то, что отдельные элементы нагревается как бы по собственному предпочтение, то есть совершенно до разных температур. Некоторые более тяжёлые ионы перегреваются до тех пор, пока они не станут в 10 раз горячее водорода, который повсюду присутствует в этой области, а это существенно горячее ядра Солнца.

Такие высокие температуры заставляют солнечную атмосферу увеличиваться во много раз по сравнению с диаметром солнца, и именно из-за них мы видим протяжённую корону во время солнечных затмений. В этом смысле загадка коронального нагрева была видна астрономам более половины тысячелетия, хоть высокие температуры и были оценены только в прошлом веке.

В этой же зоне гидромагнитные Альвеновские волны движутся вперед и назад между её внешним краем и поверхностью Солнца. На самом краю, называемом точкой Альвена, солнечный ветер движется быстрее, чем скорость Альвена, и волны больше не могут возвращаться к Солнцу.

“Когда вы ниже точки Альвена, вы постоянно варитесь в этом супе из волн. Заряженные частицы отклоняются и ускоряются волнами, идущими со всех сторон”.

Пытаясь оценить, насколько далеко от поверхности Солнца прекращается это нагревание, команда из Университета Мичигана проанализировала десятилетия наблюдений солнечного ветра аппаратом Wind НАСА.

Исследователи наблюдали за тем, как большая часть повышенной температуры гелия вблизи Солнца сбивалась столкновениями между ионами в солнечном ветре, когда они путешествовали в сторону Земли. Наблюдение за спадом температуры гелия позволило измерить расстояние до внешнего края зоны.

”Мы берём все данные и рассматриваем их как показания секундомера, чтобы выяснить, сколько времени прошло с тех пор, как ветер был перегрет. Поскольку мы знаем, с какой скоростью движется ветер, мы можем перевести всю эту информацию в расстояние”.

Эти расчёты показали, что внешний край зоны перегрева находится примерно в 10-50 солнечных радиусах от поверхности Солнца. Это расстояние невозможно указать точнее, поскольку о некоторых фактора, оказывающих влияние, можно только догадываться.

Поначалу исследователям не пришло в голову сравнить свою оценку местоположения зоны с точкой Альвена, они хотели просто знать, есть ли физически значимое местоположение в пространстве, которое создает внешнюю границу.

После того, как Джастин Каспер и его соавтор Кристофер Клейн узнали, что точка Альвена и другие особенности явно расширяются и сжимаются с солнечной активностью, они переработали свой анализ уже на годовые изменения, а не рассматривая всю миссию аппарата Wind.

”К моему удивлению, внешняя граница зоны нагрева и точка Альвена перемещались нога в ногу абсолютно предсказуемым образом, несмотря на то, что были определены двумя независимыми расчётами. Мы проводили пересчёт, и эти процессы через какое-то время опять начинали вести себя одинаково”.

Итак, точка Альвена отмечает внешний край зоны нагрева? И что именно меняется здесь, где перегреваются тяжелые ионы? Мы узнаем об этом в ближайшие пару лет. Зонд Parker Solar Probe стартовал в августе 2018 года и совершил своё первое сближение с Солнцем в ноябре 2018 года. Уже тогда он стал самым близким к Солнцу искусственным объектом.

В ближайшие пару лет аппарат с каждым новым витком будет подходить всё ближе и ближе к Солнцу, пока не опустится ниже точки Альвена. В своей работе Каспер и Клейн предсказывают, что он должен войти в зону этого нагрева в 2021 году, поскольку её граница будет расширяться с увеличением солнечной активности. Тогда учёные будет иметь информацию непосредственно с места событий и попытаются ответить на все вопросы.

“С помощью локальных измерений Parker Solar Probe мы сможем окончательно определить то, какие процессы приводят к ускорению солнечного ветра и нагреву его вещества. Наша работа утверждает, что эти процессы действуют под поверхностью Альвена – областью, близкой к Солнцу, которую не посещал ни один космический аппарат. Это означает, что эти процессы нагрева никогда раньше напрямую не измерялись”.

По информации Университета штата Мичиган.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google