Солнечные торнадо приоткрыли тайну короны

Ученые говорят, что магнитные суперторнадо, которые в тысячи раз сильнее, чем любое явление подобного рода, когда-либо имевшее место на Земле, могут объяснить, почему внешняя атмосфера Солнца на миллионы градусов горячее, чем ее видимая поверхность

Температура поверхности Солнца составляет приблизительно 5500 градусов Цельсия, однако внешняя атмосфера (или корона) нашей звезды достигает температуры около 2 млн градусов.

В течение почти столетия астрономы пытались понять, почему в атмосфере Солнца с удалением от поверхности температура становится более горячей, а не наоборот. Недавно ученые, включая доктора Свена Ведемейера-Бома из Университета Осло, связали магнитные суперторнадо с нагреванием кроны. Ведемейер-Бом и его коллеги изучали структурное строение магнитных колец на Солнце, известных как хромосферные водовороты, которые напоминают гигантские торнадо.

Эти суперторнадо, которые имеют ширину приблизительно 100 км и могут достигать диаметра более 5500 км, иногда формируются в виде спиралевидных ответвлений и оставляют отпечатки на поверхности (или фотосфере) Солнца.

Лучшая подсказка

Используя космический корабль обсерватории солнечной динамики НАСА, исследователи обнаружили очень горячую плазму в короне в том же местоположении, где дислоцируются водовороты.

В журнале Nature Ведемейер-Бом и его коллеги описывали свои наблюдения за суперторнадо. Ученые считают, что торнадо связывают солнечную поверхность с короной, которая располагается на тысячи километров выше поверхности. Они использовали компьютерные модели, чтобы понять, откуда из фотосферы к короне поступает энергия.

«В этих суперторнадо нам удалось наблюдать плазму (ионизированный газ), перемещающуюся на скорости более чем 10 000 км/ч, – говорит Ведемейер-Бом. – Наши компьютерные модели предполагают, что скорость может быть еще выше, чем мы фиксировали до сих пор».

Солнечные торнадо. Фото с сайта gawkerassets.com

Магнитная энергия

Торнадо, которые длятся в среднем 12 минут, сформированы конвективным движением сверхгорячей плазмы фотосферы.

«Когда более прохладная плазма снижается к поверхности Солнца, она создает циркулирующий эффект, как вода, вытекающая из ванны через сливное отверстие, – говорит Ведемейер-Бом. – Когда она погружается вниз, она тянет линии магнитного поля за собой, заставляя их вращаться и производить волны Альфвена (низкочастотные гидромагнитные колебания плазмы), которые можно интерпретировать как магнитный аналог звуковых волн. Эти волны Альфвена поднимаются вверх вдоль магнитного поля в торнадо и преобразуются в высокую температуру в короне».

На поверхности Солнца одномоментно происходят приблизительно 11 000 подобных суперторнадо. Ведемейер-Бом и его коллеги пришли к заключению, что этого может быть вполне достаточно, чтобы переправлять энергию, способную нагреть корону до температур в несколько миллионов градусов.

«У нас есть много задумок по поводу продолжения нашего исследования, – говорит Ведемейер-Бом. – Очевидно, в первую очередь мы должны организовать больше наблюдений, собрать больше информации, которая необходима для лучшего понимания и создания статистики. А главное, мы точно должны определить энергетическую роль магнитных суперторнадо».

Как известно, Солнце сейчас находится в цикле активности, из-за чего будут постоянно происходить вспышки и магнитные бури. Эти явления можно наблюдать с помощью обычных любительских телескопов. Последняя вспышка на Солнце имела место 4 июля; она была зафиксирована Солнечной динамической обсерваторией. Ученые НАСА оценивают ее в 5,3 балла.