Solar Orbiter впервые наблюдал поток "падающих звезд" на Солнце
Весной 2022 года аппарат ЕКА Solar Orbiter (SolO) приблизился к Солнцу на расстояние всего 49 миллионов километров (одна треть расстояния между Землей и Солнцем). Это позволило достичь наилучшего пространственного разрешения солнечной короны за всю историю наблюдений.
Теперь данные этих наблюдений позволили обнаружить невиданное ранее явление на Солнце, похожее на падение огненных метеоров в атмосфере Земли. Это процесс, известный как корональный дождь, в котором часть раскаленного материала Солнца собирается и затем падает в корону из-за резкого перепада температур.
Команда, изучавшая этот специфический дождь, похожий на падающие на Землю "падающие звезды", работала под руководством Нортумбрийского университета в Ньюкасле. Ведущий автор исследования профессор Патрик Антолин сказал:
"Внутренняя солнечная корона настолько горячая, что мы, возможно, никогда не сможем исследовать ее на месте с помощью космического аппарата. Однако SolO движется по орбите достаточно близко к Солнцу, чтобы иметь возможность обнаружить мелкомасштабные явления, происходящие в короне, такие как эффект дождя, что позволяет нам получить ценный непрямой анализ корональной среды, который имеет решающее значение для понимания ее состава и термодинамики".
Дождь из плазмы при температуре в миллионы градусов
Хотя это не вода, корональный дождь возникает в результате процесса конденсации, как и земной дождь. Корона, самая внешняя часть атмосферы Солнца, формируется из газов при температурах в миллионы градусов, а быстрые перепады температуры приводят к образованию сверхплотных сгустков плазмы шириной до 250 километров. Эти огненные шары, сформировавшись в верхней части короны, падают вниз к Солнцу со скоростью более 100 километров в секунду из-за сильной гравитации.
На Земле "падающие звезды" возникают, когда метеороиды на большой скорости входят в нашу атмосферу и сгорают. Лишь немногие метеоры достигают земли, не распадаясь, а те, что достигают, могут образовывать огромные кратеры. Но корона Солнца тонкая и не очень плотная. Поэтому ученые считают, что большинство этих "падающих звезд" попадают на солнечную поверхность неповрежденными.
Ударные волны коронального дождя ранее никогда не наблюдались. Наблюдения Solar Orbiter показали, что этот процесс может вызвать кратковременное сильное свечение, порождая волну материала, который поднимается вверх и вызывает ударные волны, нагревающие вышележащий газ.
Падающие звезды без хвостов
В атмосфере Земли падающие метеоры характеризуются следом, который следует за их траекторией. Этот "хвост" образуется, когда часть нагретого материала метеора отделяется, претерпевая процесс, называемый абляцией. То же самое происходит и с кометами, когда они приближаются к Солнцу по своей орбите, поэтому мы наблюдаем за ними длинные хвосты.
Однако абляция не происходит в солнечной короне из-за ее магнитного поля. Здесь вместо этого газ из падающих плазменных шаров частично ионизируется и следует за линиями магнитного поля, которые действуют как гигантские трубы, направляющие газ. Сжатие и лежащее в основе тепло не позволяют горящим шарам плазмы образовывать "хвосты". И из-за них наблюдать это явление на Солнце гораздо сложнее, чем на Земле: SolO был первым, кто это сделал.