|
Магнитные арки Солнца - оптическая иллюзия
|
|
|
|
Издалека Солнце кажется пустым и безликим в видимом свете. Но через солнечный телескоп на другой длине волны выясняется, что оно гораздо больше. В крайнем ультрафиолетовом свете Солнце напоминает смятый клубок пряжи. Он изобилует гигантскими сияющими дугами, известными как корональные петли, пронизывающими солнечную корону или внешнюю атмосферу. Корональные петли считаются фундаментальными для работы Солнца. Понимание того, как они формируются, изменяются и двигаются, является одной из ключевых целей для понимания нашей ближайшей звезды. По крайней мере, так давно предполагали исследователи. В недавней статье физик-солнечник Анна Маланушенко и ее соавторы утверждают, что некоторые корональные петли могут быть не тем, чем кажутся. Вместо этого иногда они могут быть оптическими иллюзиями, созданными складками или морщинами на гораздо больших «листах» солнечного материала, которые авторы называют корональными завесами.
|
|
|
|
«Если это действительно так, то нам придется полностью изменить то, как мы рассматриваем и интерпретируем корональные петли», — сказал Маланушенко, ученый из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, и ведущий автор статьи, опубликованной в Астрофизический журнал. С тех пор, как в конце 60-х годов были получены первые изображения корональных петель, ученые выдвинули гипотезу о том, какой может быть их трехмерная структура. Традиционная модель рассматривала их как магнитные «трубки», образованные силовыми линиями магнитного поля Солнца. Сами трубки невидимы; то, что мы видим, — это яркий солнечный материал, который течет через них, как вода через садовый шланг. Эта модель корональных петель в виде «садового шланга» хорошо согласовывалась с известной физикой, и не было причин сомневаться в ней, по крайней мере поначалу. Но со временем начали накапливаться несоответствующие наблюдения.
|
|
|
Подобно тому, как воздух Земли становится тоньше на больших высотах, яркая плазма Солнца, или электрически заряженный газ, становится тоньше с высотой. Вот почему она тускнеет с высотой, и если корональные петли действительно являются трубками плазмы, они должны быть такими же. Но многие петли сохраняют постоянную яркость без очевидного объяснения. Если корональные петли следуют линиям магнитного поля Солнца, они должны раздуваться по мере удаления от Солнца, поскольку это магнитное поле расширяется, чтобы заполнить пространство. «Но они не становятся такими широкими, как мы думаем», — сказал Маланущенко. «Большинство из них остаются слишком худыми, и мы не понимаем, почему». Что-то не складывалось, и Маланушенко начал сомневаться в самих наблюдениях. В конце концов, солнечная корона «оптически тонкая» или полупрозрачная, как туман или дым. Она хотела понять оптические трюки, которые могли произойти в такой среде.
|
|
|
|
Маланушенко решил смоделировать процесс наблюдения корональных петель с помощью компьютера. Она перепрофилировала 3D-симуляцию Солнца, первоначально использовавшуюся для изучения вспышек, а затем написала программу для «наблюдения» за ним. Она запустила симуляцию, и ее программа сделала двухмерные «изображения» этого объекта, точно так же, как телескопы дают нам двумерные снимки реального Солнца. И действительно, на снимках видны яркие дуги — искусственные корональные петли на смоделированном Солнце. Но в отличие от настоящего Солнца, Маланушенко мог приостанавливать смоделированное Солнце и смотреть на его трехмерные структуры за ними. И она обнаружила нечто, заметно отличающееся от трубок, похожих на садовые шланги. «У меня нет слов, как это описать, потому что это не похоже ни на что, что мы видим на Земле, — сказал Маланушенко, — Я хочу сказать, что это образование похоже на клубы дыма, а может быть на пелену или на шторы, которые сморщены». ."
|
|
|
|
Маланушенко создал простую модель, чтобы проиллюстрировать, как вуаль может создавать иллюзию коронарных петель. Тень, создаваемая стеной, представляет собой двухмерное изображение, которое мы видим в солнечные телескопы. Складки и морщины вуали создают узор из более темных и более светлых нитей, чем-то похожий на образ, отбрасываемый настоящими трубчатыми нитями. «Но многие пряди, которые вы здесь видите, — это просто эффект проекции. Они ненастоящие», — сказал Маланущенко. Маланушенко и ее соавторы быстро поясняют, что не все коронарные петли являются визуальными иллюзиями. Было много случаев, когда структуры, похожие на садовые шланги, действительно образовывались, даже в симуляции, которую изучал Маланушенко.
|
|
|
|
«Было бы здорово, если бы мы могли сказать: «Все наши мысли были неправильными, у нас совершенно новая парадигма», — сказал Джим Климчук, физик-солнечник из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и соавтор статьи. — Это совсем не так, — а вот эти вуали, я уверен, что они есть, и теперь вопрос в пропорциях: чаще вуали или чаще петли? В одном соавторы согласны, что теперь предстоит еще много работы. «Теперь, есть ли у нас какие-либо идеи, почему создаются эти вуалевые структуры?» — спросил Маланущенко. «Нет! Мы буквально только что обнаружили их. Теперь нам нужно объяснить их, а у нас пока нет хорошего объяснения».
|
|
|
|
Источник
|
