Команда астрономів з кількох європейських установ під керівництвом Університету Нортумбрії в Ньюкаслі виявила «падаючі зірки» на Сонці. Спостереження з апарату Solar Orbiter (SolO) Європейського космічного агентства виявили небачені раніше явища типу «падаючої зірки» або вогняні кулі, схожі на метеори, що виникають у вражаючих плазмових дисплеях, відомих як корональний дощ. Робота буде представлена цього тижня на Національній астрономічній зустрічі (NAM 2023) провідним автором Патріком Антоліном, доцентом Університету Нортумбрії.
Хоча корональний дощ і не є справжньою водою, він є процесом конденсації, під час якого частина вогняного матеріалу Сонця злипається разом через раптові локальні перепади температури. Корона, яка є найвіддаленішою частиною атмосфери Сонця, утворюється з газу при температурах у мільйони градусів, і швидкі падіння температури створюють надщільні згустки плазми, ширина яких досягає 250 кілометрів. Ці вогняні кулі різко падають назад до Сонця, оскільки сила тяжіння тягне їх зі швидкістю понад 100 кілометрів на секунду.
Дослідження буде опубліковано в спеціальному випуску Astronomy & Astrophysics, присвяченому першому близькому перигелію SolO до Сонця. Наразі воно доступне на сервері підготовки до друку arXiv.
Навесні 2022 року SolO пройшов дуже близько до Сонця на відстані лише 49 мільйонів кілометрів — це третина відстані між Землею та Сонцем, — забезпечивши найкращу просторову роздільну здатність сонячної корони.
Разом із першими зображеннями з надвисокою роздільною здатністю корональних згустків дощу SolO спостерігав нагрівання та стиснення газу безпосередньо під ними. Отриманий сплеск інтенсивності під згустками вказує на те, що газ нагрівається до мільйона градусів, що триває кілька хвилин, поки вони падають.
На Землі «падаючі зірки» виникають, коли метеороїди або об’єкти в космосі розміром від порошинок до невеликих астероїдів входять у нашу атмосферу на високих швидкостях і згорають. Лише деякі метеори досягають землі, не розпадаючись, а ті, що розпадаються, можуть утворювати величезні кратери.
Але сонячна корона тонка і має низьку щільність і не знімає багато матеріалу зі згустків, тому вчені вважають, що більшість «падаючих зірок» доходять до сонячної поверхні неушкодженими. Їхні впливи ніколи не спостерігалися досі, і спостереження SolO показали, що цей процес може призвести до короткочасного, сильного освітлення зі сплеском матеріалу вгору та ударними хвилями, які знову нагрівають газ.
«Падаючі зірки» та метеори в атмосфері Землі характеризуються слідом за траєкторією метеора, який утворюється, коли нагрітий матеріал під ним відриває частини об’єкта — процес, який називається абляцією. Те саме відбувається з кометами, що обертаються навколо Сонця. Однак абляція не відбувається в сонячній короні через її магнітне поле. Натомість газ, що падає, частково іонізується та слідує за лініями магнітного поля, які діють як гігантські труби, що направляють газ. Стиснення та тепло знизу не дають згусткам утворювати хвости, і це явище стає набагато важче зафіксувати на сонці.
Провідний автор проекту, Патрік Антолін, каже: «Внутрішня сонячна корона настільки гаряча, що ми ніколи не зможемо дослідити її на місці за допомогою космічного корабля. Однак SolO обертається досить близько до Сонця, щоб він міг виявити невеликі явища, що відбуваються всередині корони, як-от вплив дощу на корону. Це дає нам змогу отримати дорогоцінне непряме дослідження коронального середовища, що має вирішальне значення для розуміння його складу та термодинаміки.Просте виявлення коронального дощу є величезним кроком вперед для фізики Сонця, оскільки воно дає нам знають важливі підказки про головні таємниці Сонця, наприклад, як воно нагрівається до мільйонів градусів».
«Якби люди були інопланетними істотами, здатними жити на поверхні сонця, ми б постійно насолоджувалися дивовижними краєвидами падаючих зірок, — жартує Антолін, — але нам потрібно було б стежити за своїми головами».
Ці спостереження SolO також підтвердили попередні дослідження, які показали, що корональний дощ набагато більш поширений, ніж вважалося раніше.