Чому атмосфера Сонця гарячіша за його поверхню: вчені нарешті з’ясували причину

Корона Сонця – тобто, атмосфера нашої зірки – набагато гарячіша за поверхню світила. Давно відомий факт, що корона розігрівається до мільйонів градусів, а поверхня Сонця має температуру лише до 5500°C, астрофізики намагались пояснити теорією магнітних хвиль. А довести, що теорія правильна, вчені змогли лише тепер.

Допоміг науковцям у цьому сонячний телескоп DKIST на Гаваях. Відповідну публікацію щодо природи альвенівських хвиль Університет Гавайїв зробив у науковому журналі Nature Astronomy.

Теорія

Ще у 1942 році фізик Ганнес Альфвен припустив існування магнітних хвиль, які можуть нагрівати сонячну корону. Альвенівські хвилі (їх назвали за прізвищем вченого) – тип поперечних хвиль у плазмі, яка перебуває в магнітному полі, коли відбуваються малі поперечні зміщення плазми відносно силових ліній поля.

Теоретично альвенівські хвилі спроможні підсилювати магнітне поле у тисячі разів, а також переносити його на значні відстані. Вони відіграють важливу роль у процесах, що відбуваються у магнітосферах Землі та планет, міжпланетній плазмі, явищах на Сонці, в радіогалактиках тощо.

Але протягом десятиліть ці хвилі залишалися лише гіпотезою, бо технології не дозволяли їх побачити.

Практика

Телескоп DKIST (на сьогодні це найбільший та найсучасний наземний інструмент для сонячних досліджень) нарешті дозволив побачити ці хвилі. Їх зафіксували саме у короні Сонця.

“Ці хвилі постійно присутні та несуть значну кількість енергії, яка, ймовірно, нагріває сонячну атмосферу”, – стверджує керівник дослідження Річард Мортон.

Таким чином, саме альвенівські хвилі доводять верхні шари сонячної атмосфери до таких шалених температур.

Проте самі ці хвилі лише “гріють” корону, а підтримує її температуру так звана магнітна реконекція. Це процес, під час якого магнітні поля перекручуються та “замикаються”, вивільняючи потужні спалахи енергії.

На відео нижче – поверхня Сонця, знята телескопом DKIST у 2019 році.

Що кажуть вчені

Доказ теорії – це звичайна робота фізиків-практиків. Але доказ того, як працює механізм нагрівання сонячної атмосфери, має окреме практичне значення. Так, він допоможе набагато точніше прогнозувати так званий сонячний вітер, спалахи та корональні викиди маси – все, що спричиняють всім відомі “магнітні бурі”. Останні, як відомо, можуть впливати не лише на наше самопочуття, але й на супутники, зв’язок і взагалі на енергосистеми на Землі.

Астрофізики вважають нові результати досліджень DKIST проривом у своїй галузі. І не дивно – окрім пояснення природи нашого Сонця, вони дають змогу краще розуміти поведінку інших зірок у Всесвіті.