АстрофизикаНовости

Тайна солнечного "магнитного возвращения" раскрыта

Солнце, увиденное Solar Orbiter 25 марта 2022 года. В центре изображение, полученное на основе данных, собранных EUI, ультрафиолетовым прибором, установленным на борту зонда. Внешнее изображение вместо этого было получено METIS, коронографом, также находящимся на борту европейского спутника. В последнем случае в левом нижнем углу видна заметная сине-белая структура. Это S-образный узел, который характеризует разворот линий солнечного магнитного поля. Сравнивая его с EUI изображением Солнца, можно увидеть, что он исходит из активной области поверхности, каталогизированной как AR 12972.

Благодаря данным, собранным аппаратом Solar Orbiter, удалось понять происхождение магнитного возвращения Солнца. Это открытие также может объяснить ускорение солнечного ветра.

На сегодняшний день магнитная активность Солнца по-прежнему скрывает множество загадок. Одно из них, наконец, стало известно благодаря Solar Orbiter, спутнику, разработанному ЕКА для исследования Солнца. Это явление известно как солнечный разворот, то есть внезапное и значительное изменение направления магнитного поля солнечного ветра.

Первые отклонения были обнаружены немецко-американскими зондами Helios 1 и 2 в 1970-х годах. С появлением в 2018 году солнечного зонда НАСА Parker Solar Probe число таких обнаружений резко возросло, что позволяет предположить, что вблизи Солнца это явление происходит чаще. Только в марте 2022 года аппарат Solar Orbiter сделал снимок, который теперь окончательно раскрывает тайну этого процесса, также известного как "магнитное возвращение".

Первая картина разворота магнитного поля

Аппарат Solar Orbiter готовился к близкому прохождению мимо Солнца в пределах орбиты Меркурия, когда прибор METIS зафиксировал особенно интересное изображение солнечной короны. Цель этого прибора на борту зонда — наблюдение за внешней атмосферой Солнца, называемой солнечной короной. Здесь находятся заряженные частицы, составляющие плазму, которые движутся к Солнечной системе, следуя линиям магнитного поля звезды.

METIS наблюдал S-образную структуру в плазме короны, которую можно проследить по явлению магнитной обратной связи. Сравнение этих данных с данными, полученными прибором Extreme Ultraviolet Imager (EUI), также находящимся на борту Solar Orbiter, позволило установить, что этот возможный разворот произошел над активной областью Солнца.

Собранные и проанализированные данные навели Даниэле Теллони, исследователя Астрофизической обсерватории Турина, на мысль о связи с теорией Гэри Занка, профессора Университета Алабамы. Согласно последним, механизм генерации солнечных разворотов произошел на солнечной поверхности, где происходит взаимодействие между линиями магнитного поля, которые характеризуют эту хаотическую среду.

Теоретическое объяснение Занка

Поверхность Солнца, и особенно его наиболее активные области, характеризуются двумя различными линиями магнитного поля:

  • Те, которые расположены близко к поверхности. Они образуют дугу в солнечной атмосфере, которая замыкается обратно на поверхность. Лишь небольшая часть плазмы улетучивается, в результате чего образуется медленно дующий солнечный ветер.
  • Те, которые убегают в сторону Солнечной системы. Это открытые линии, которые, растягиваясь, несут с собой большое количество заряженных частиц и, таким образом, очень быстрый солнечный ветер.

Взаимодействие этих двух различных типов линий поля приводит к явлению инверсии. На самом деле, когда они встречаются, они вновь соединяются в более стабильную конфигурацию, высвобождая энергию. В результате происходит искажение линии поля, которая приобретает S-образную форму. Сужение этой линии приводит к появлению двух узлов, которые определяют солнечные обратные связи. Один из них распространяется в космосе вместе с солнечным ветром и может быть обнаружен зондами даже на большом расстоянии от Солнца.

Профессор Гэри Занк теоретически обосновал механизм создания магнитной обратной связи. На этом эскизе можно наблюдать последовательность событий, которые приводят к этому событию. a) На поверхности Солнца можно различить линии поля, которые замыкаются в дугу на поверхности Солнца, и открытые линии, которые выходят из него, чтобы расшириться в Солнечную систему. б) Пересоединение этих двух типов линий происходит при их взаимодействии, создавая S-образную линию поля и производя взрыв энергии. в) В результате этого взаимодействия образуются два узла, представляющие магнитный разворот: один распространяется наружу и может быть обнаружен зондами, как это уже произошло с солнечным зондом Parker Solar; другой возвращается к Солнцу.

Сенсационное открытие

Теллони и Занк доказали происхождение образования этих разворотов, или "возвратов", магнитного поля, которые появились как загадочное явление в 1970-х годах. Хотя снимок METIS сразу же напомнил обоим об этом конкретном аспекте, они с группой исследователей разработали вычислительную модель для изучения этого явления. Результаты показали нечто очень похожее на то, что наблюдалось в METIS. Цитируя слова Теллони об открытии, опубликованные в The Astrophysical Journal Letter: "Я бы сказал, что это первое изображение магнитного возврата в солнечной короне раскрыло тайну их происхождения".

Будущее Solar Orbiter

Исследование, проводимое европейским зондом, позволит нам понять не только все еще загадочные аспекты магнитной активности Солнца, но и механизмы, которые уводят солнечный ветер от порождающей его звезды. Каждый раз, когда зонд регистрировал изменение направления движения, фактически он также фиксировал ускорение солнечного ветра.

Теперь задача состоит в том, чтобы связать обнаруженные зондами возвращения магнитного поля с областями на поверхности Солнца, где это явление зарождается.

Иллюстрация солнечного орбитального аппарата Parker Solar Orbiter в момент пересечения им зоны магнитного возврата в солнечном ветре.

Даниэль Мюллер, научный сотрудник ЕКА по проекту Solar Orbiter, сказал: "Это именно тот результат, которого мы надеялись достичь с помощью Solar Orbiter". Также он добавил: "Это был его первый близкий пролет к Солнцу, так что мы ожидаем еще много интересных результатов". Следующее сближение зонда с Солнцем произойдет 13 октября. До этого его орбита будет скорректирована с помощью пролетов вокруг Венеры, чтобы он мог приблизиться к полярным областям нашей звезды.

Подпишитесь на нас: Яндекс.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button