Вчені зазирнули всередину середньої корони Сонця

Дослідники виявили складну, динамічну, схожу на павутину плазмову структуру в середній атмосфері Сонця , що свідчить про те, що сонячний вітер — постійний потік заряджених частинок, що випливає з Сонця — утворюється всередині цієї павутини. Це відкриття стало результатом рідкісних спостережень за невловимою областю Сонця та проклало шлях до місії НАСА, яка має бути запущена наступного року.

«Ми поняття не мали, чи спрацює це і що ми побачимо», — сказав у заяві Ден Сітон, фізик із сонячної енергії з Південно-західного науково-дослідного інституту в Колорадо та один з авторів дослідження. «Результати були дуже захоплюючими. Уперше ми маємо високоякісні спостереження, які повністю об’єднують наші спостереження за сонцем і геліосферою в єдину систему».Комп’ютерне моделювання магнітного поля середньої корони.(Зображення: Nature Astronomy, Chitta та ін.)

Зовнішній шар сонячної атмосфери називається короною, і зазвичай він видимий людям лише під час повних сонячних затемнень, коли місяць блокує більшу частину сонячного світла. Середня корона, яка знаходиться на висоті близько 650 000 миль (1 мільйон кілометрів) над поверхнею Сонця, була найменш спостережуваною областю сонячної атмосфери, частково через те, що не було спостережень сонячної корони на висотах нижче 1,3 мільйона миль (2 мільйонів км).

У серпні 2021 року дослідники оголосили про перші у своєму роді спостереження середньої корони в екстремальних ультрафіолетових хвилях. Використовуючи передові інструменти з розширеними полями зору, вчені виявили, що структури сонячного вітру виникають у середній короні. Це дало перше повне уявлення про появу сонячних вітрів — уявлення про розуміння важливого явища, яке впливає на кожну планету Сонячної системи.

Сонячний вітер є одним із прикладів того, що вчені називають космічною погодою, сукупністю способів впливу сонця та його спалахів на Землю. Космічна погода може знищити електронне обладнання, послабити радіозв’язок, додати перешкоди приймання мобільного телефону та вивести з ладу електромережі. Однак вчені не розуміють точних механізмів, які викидають сонячні вітри та іншу космічну погоду, що робить прогноз цих подій майже неможливим.

Тепер нові спостереження в поєднанні з даними додаткових космічних зондів і комп’ютерних моделей виявили складну плазмову мережу в середній короні. 

Міжнародна група дослідників проаналізувала дані місячної кампанії спостережень за допомогою сонячної ультрафіолетової камери (SUVI) на метеорологічному супутнику NOAA GOES-17. Розширене поле зору супутника зафіксувало зображення не лише центру Сонця, але і його сторін, забезпечуючи незвичайне уявлення про структуру та еволюцію цього регіону.

«У нас була рідкісна можливість використовувати інструмент у незвичайний спосіб для спостереження за регіоном, який насправді не був досліджений», — сказав Сітон у другій заяві. «Ми навіть не знали, чи це спрацює, але ми знали, що якщо це спрацює, ми зробимо важливі відкриття».

Використовуючи ці дані, команда відстежила пару корональних дір — плям сонця, які виглядають темними й позначають місця, де сонячне магнітне поле відкрите для космосу та викидного матеріалу — під час їх обертання по сонячному диску. Коли корональні діри з’явилися на східному та західному краях Сонця, дослідники виявили, що середня корона є високоструктурованою корональною мережею, яка називається «S-павутиною». 

Ця складна мережа складається з намагнічених плазмових структур, які постійно взаємодіють і знову з’єднуються. Дослідники побачили цей механізм у грі, оскільки він викликав потоки сонячного вітру над корональною мережею. 

Результати цього дослідження можуть бути корисними для місії NASA, яка планується запустити у 2023 році поляриметр для об’єднання корони та геліосфери (PUNCH). Ця дворічна місія використовуватиме 3D-зображення, щоб зафіксувати зовнішню корону Сонця та найближчу до неї область Сонячної системи, щоб краще зрозуміти, як корона генерує сонячний вітер.

«Тепер, коли ми можемо сфотографувати середню корону Сонця, ми можемо пов’язати те, що бачить PUNCH, із її походженням і мати більш повне уявлення про те, як сонячний вітер взаємодіє з рештою Сонячної системи», — Сітон, керівник науково-оперативного центру. лідер для PUNCH, йдеться в заяві. «До цих спостережень дуже мало людей вірили, що можна спостерігати середню корону на цих відстанях в УФ. Ці дослідження відкрили абсолютно новий підхід до спостереження корони у великому масштабі».