Неожиданный солнечный «дождь» поставил перед учеными новые вопросы

NASA

Солнечная корона постоянно выбрасывает в космос тонкие струны горячих заряженных частиц, которые мы называем солнечным ветром. Время от времени, однако, эти «выдохи» превращаются в полномасштабные извержения.

Возможно, примерно раз в час или два, плазма, лежащая в основе солнечного ветра, значительно нагревается, становится заметно плотнее и быстро выбрасывает с поверхности светила огненные шары, способные поглотить целые планеты на несколько минут или часов за раз. Официально эти солнечные вспышки называются структурами периодической плотности, но астрономы прозвали их «каплями».

«Они выглядят как капли в лавовой лампе, только в сотни раз больше Земли», - сказала Николин Виалл,
исследователь-астрофизик в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.

В то время как астрономы знали об их существовании в течение почти двух десятилетий, происхождение и влияние этих регулярных событий солнечной погоды остаются в значительной степени загадочными. До недавнего времени единственными наблюдателями этих капель были земные спутники, которые могут определять, когда их следующая череда атакует магнитное поле нашей планеты. Однако эти спутники не могут объяснить бесчисленное множество изменений, произошедших с этими шарами во время их 4-дневного путешествия от Солнца, протяженностью в 150 миллионов километров.

Сегодня Виалл и ее коллегам удалось увидеть, как появляются эти капли. В своем новом исследовании астрономы изучили данные, собранные за 40-летнюю историю наблюдения за Солнцем. Эти данные подтвердили, что капли невероятно горячие, когда они покидают звезду - иногда вдвое жарче, чем солнечный ветер вокруг них - и могут появляться из короны каждые 90 минут или даже чаще.

«Даже когда наступает тихий день с точки зрения космической погоды и солнечных штормов, на звезде всегда наблюдается небольшое количество этого дождя», - сказала Виалл. «И эта маленькая динамика управляет динамикой и на Земле», - добавила она.

С тех пор, как солнечные капли были впервые изучены в начале 2000-х годов, ученые знали, что они большие - изначально их размер примерно в 50–500 раз превышает размер Земли и увеличивается по мере их распространения в космос, - и плотные, потенциально наполненные вдвое большим количеством заряженных частиц, чем обычный солнечный ветер.

Солнце/NASA

Анализ магнитного поля показывает, что, когда этот гигантский дождь из плазмы появляется над Землей, он фактически может сжимать магнитное поле планеты и мешать коммуникационным сигналам в течение нескольких минут или часов. Тем не менее, до сих пор остается много открытых вопросов, поскольку капли почти наверняка развиваются и охлаждаются, когда они колеблются в пространстве в течение 4 дней, которые требуются солнечному ветру, чтобы достичь Земли. Поэтому было принято решение изучить их гораздо ближе к самому источнику.

В новом исследовании ученые по-новому взглянули на исторические данные Helios 1 и Helios 2, пары солнечных зондов, запущенных НАСА и Немецким аэрокосмическим центром в 1974 и 1976 годах соответственно. Зонды вращались вокруг Солнца в течение почти десятилетия, приближаясь нему на расстояние 43 миллионов километров (ближе к орбите Меркурия), изучая температуру и магнетизм солнечного ветра, который хлестал мимо.

По словам Виалл, если какой-либо из зондов попал в череду гигантских сгустков лавовых ламп, встреча должна была отразиться в данных космического аппарата. В частности, исследователи искали одну единственную модель -
внезапные всплески горячей, плотной плазмы, перемежающейся периодами более холодного и слабого ветра - и обнаружили пять случаев, которые соответствуют всем требованиям.

Данные этих событий показали, что капли «пузырились» на солнце примерно каждые 90 минут или около того, подтверждая наблюдения, сделанные десятилетия спустя. Результаты также предоставили первое реальное космическое свидетельство того, что «дождь» действительно намного горячее и плотнее, чем обычный солнечный ветер, отметила Виалл.

Что касается того, почему в первую очередь образуются именно капли, ответ все еще отсутствует. Но, основываясь на показаниях магнитного поля, снятых вблизи Земли, вполне вероятно, что они появляются в результате таких же взрывов, которые вызывают солнечные бури - массивные выбросы плазмы, возникающие, когда линии магнитного поля Солнца спутываются, ломаются и соединяются снова.

Результаты NASA Parker Solar Probe, запущенного в августе 2018 года и находящегося сейчас на расстоянии около 24 миллионах километров от светила, могут вскоре подтвердить эти подозрения. С этой невероятной позиции зонд должен увидеть «солнечный дождь» сразу после его рождения, заключила астроном.

Неожиданный солнечный «дождь» поставил перед учеными новые вопросы

Картина дня

Наши публикации