Солнце, сфотографированное на длине волны 304 ангстрема с помощью атмосферного изображающего устройства (AIA 304) Солнечной обсерватории динамики NASA
Корона Солнца — это необычное место с температурой, превышающей миллион градусов по Цельсию, что намного горячее, чем видимая поверхность Солнца. Во время солнечных вспышек, сопровождающихся бурным выбросом магнитной энергии, плазма может резко охлаждаться и конденсироваться в плотные капли, которые падают обратно к фотосфере Солнца, на его видимую поверхность. Эти падающие потоки более холодного материала создают явление, известное, как корональный дождь. Однако существующие модели Солнца не могли объяснить скорость, с которой происходит это охлаждение.
Во время полного солнечного затмения корона и протуберанцы Солнца видны невооружённым глазом
Традиционные модели Солнца предполагали, что распределение определённых элементов по коронной области остаётся постоянным как в пространстве, так и во времени. Это упрощение облегчало вычисления, но создавало серьёзную проблему, когда учёные пытались сопоставить свои модели с реальными наблюдениями. Согласно ранним теориям, для создания условий, необходимых для коронального дождя, требовалось нагревание в течение нескольких часов или даже дней, однако солнечные вспышки происходят за считанные минуты. Очевидно, в этой картине не хватало чего-то фундаментального.
Люк Бенавиц, аспирант, и астроном Джеффри Рип обнаружили недостающую деталь. Их исследования показывают, что если позволить содержанию элементов варьироваться во времени, то можно получить модели, которые наконец-то соответствуют реальным наблюдениям за Солнцем. Такие элементы, как железо, не остаются равномерно распределёнными в короне, а динамично смещаются по мере изменения условий. Когда это изменение вводится в модели, корональный дождь может образовываться на временных масштабах, фактически наблюдаемых во время солнечных вспышек.
Материал поднимается с края Солнца во время солнечной вспышки, как видно в экстремальном ультрафиолетовом свете, снятом Солнечной обсерваторией динамики NASA
Учёные используют процессы охлаждения, чтобы понять механизмы нагрева в короне, поскольку они не могут напрямую наблюдать, как энергия поступает в эту область. Если модели неправильно описывали, какие именно элементы находятся в короне, как это было до сих пор, то, вероятно, и оценки времени её охлаждения были неверными. Фундаментальные предположения о нагревании короны, возможно, необходимо пересмотреть.
Понимание того, что распределение элементов меняется динамически, открывает совершенно новые возможности для исследования поведения внешних слоёв Солнца и того, как энергия распространяется через его атмосферу. Эти знания в конечном итоге могут улучшить прогнозы солнечных бурь, космической погоды, которая может нарушить работу спутников, энергосетей и систем связи на Земле.
То, что началось как исследование любопытного солнечного явления, в итоге показало, что наши модели поведения Солнца нуждаются в значительной доработке. Иногда самые важные научные открытия происходят не благодаря обнаружению совершенно новых явлений, а благодаря признанию того, что привычные предположения были неверными.
Источник: habr.com