|
Обнаружили неуловимые солнечные волны
|
|
|
|
Исследователи совершили прорыв в физике Солнца, предоставив первые прямые доказательства существования мелкомасштабных крутильных волн Альфвена в солнечной короне - неуловимых магнитных волн, которые ученые искали с 1940—х годов.
|
|
|
|
Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, было сделано с помощью беспрецедентных наблюдений с самого мощного в мире солнечного телескопа Национального научного фонда США (NSF) Дэниела К. Солнечный телескоп Иноуйе на Гавайях.
|
|
|
|
Полученные результаты могут, наконец, объяснить одну из величайших загадок Солнца — как его внешняя атмосфера, корона, достигает температуры в миллионы градусов, в то время как температура поверхности составляет всего около 5500°C.
|
|
|
|
Волны Альфвена, названные в честь лауреата Нобелевской премии Ханнеса Альфвена, который предсказал их существование в 1942 году, представляют собой магнитные возмущения, способные переносить энергию через плазму.
|
|
|
|
Ученые и раньше замечали более крупные, изолированные разновидности этих волн, которые обычно связаны со вспышками на Солнце. Однако это первый случай, когда небольшие скручивания, которые присутствуют постоянно и могут питать солнце, наблюдались непосредственно.
|
|
|
|
|
|
|
Исследованием руководил научный сотрудник UKRI Future Leader Ричард Мортон, профессор инженерной, физической и математической школы Университета Нортумбрии. Он сказал: "Это открытие завершает длительный поиск этих волн, который берет свое начало в 1940-х годах. Наконец-то мы смогли непосредственно наблюдать эти крутильные движения, которые скручивают линии магнитного поля в короне взад и вперед".
|
|
|
|
Этот прорыв стал возможен благодаря уникальным возможностям аппарата Daniel K. Криогенный спектрополяриметр ближнего инфракрасного диапазона солнечного телескопа Иноуйе (Cryo-NIRSP), самого совершенного коронального прибора в своем роде. Этот ультрасовременный спектрометр может видеть невероятно мелкие детали в короне и очень чувствителен к изменениям в движении плазмы.
|
|
|
|
Благодаря зеркалу шириной четыре метра, которое в четыре раза больше, чем у предыдущих солнечных телескопов, телескоп Daniel K. Солнечный телескоп Inouye, построенный и эксплуатируемый Национальной солнечной обсерваторией NSF, представляет собой два десятилетия международного планирования и разработок.
|
|
|
|
Университет Нортумбрии сыграл решающую роль в его развитии как часть британского консорциума, который разработал камеры для широкополосного визуализатора видимого диапазона телескопа, опираясь на устоявшуюся репутацию университета в области наблюдений за солнечной атмосферой.
|
|
|
|
Профессор Мортон выиграл время, чтобы воспользоваться телескопом, пока он еще проходил испытания, и использовал прибор для отслеживания перемещения железа, нагретого до 1,6 миллиона градусов Цельсия, в короне.
|
|
|
|
Ключевым прорывом стала разработка профессором Мортоном совершенно новых аналитических методов для разделения различных типов волнового движения в данных. Как он объясняет, "В движении плазмы в солнечной короне преобладают колебательные движения. Они маскируют крутильные движения, поэтому мне пришлось разработать способ устранения раскачивания, чтобы обнаружить скручивание".
|
|
|
|
В то время как более привычные "изломанные" волны заставляют целые магнитные структуры раскачиваться взад—вперед и видны на пленке, запечатлевшей Солнце, недавно обнаруженные крутильные волны Альфвена вызывают скручивающее движение, которое можно обнаружить только с помощью спектроскопического анализа - измерения того, как плазма движется к Земле и от Нее, создавая характерные красные и красные пятна. синий цвет смещается на противоположные стороны магнитных структур.
|
|
|
|
Это открытие имеет огромное значение для понимания того, как устроено Солнце. Корона, самая удаленная от солнца часть атмосферы, видимая во время солнечных затмений, нагревается до температуры, превышающей миллион градусов по Цельсию, — температуры, достаточной для того, чтобы разогнать плазму от Солнца в виде солнечного ветра, который заполняет всю нашу Солнечную систему.
|
|
|
|
Исследование представляет собой крупное международное сотрудничество с соавторами из Пекинского университета в Китае, Университета Левена в Бельгии, Лондонского университета королевы Марии, Китайской академии наук и Национальной солнечной обсерватории NSF на Гавайях и в Колорадо.
|
|
|
|
Понимание этих фундаментальных процессов имеет практическое значение для прогнозирования космической погоды. Солнечный ветер несет магнитные возмущения, которые могут нарушить работу спутниковой связи, систем GPS и электросетей на Земле. Волны Альфвена также могут быть источником "обратных магнитных колебаний" — значительных переносчиков энергии в солнечном ветре, которые были обнаружены солнечным зондом Parker НАСА.
|
|
|
|
"Это исследование обеспечивает существенную проверку ряда теоретических моделей, описывающих, как турбулентность волн Альфвена влияет на солнечную атмосферу", - добавил профессор Мортон. "Прямые наблюдения, наконец, позволяют нам сравнить эти модели с реальностью".
|
|
|
|
Команда ожидает, что это открытие послужит толчком к дальнейшим исследованиям того, как эти волны распространяются и рассеивают энергию в короне. Способность прибора Дэниела К. Прибор Cryo-NIRSP, разработанный солнечным телескопом Inouye для получения высококачественных спектров, открывает новые возможности для изучения физики волн в солнечной атмосфере.
|
|
|
|
Источник
|
