Parker — зонд NASA, предназначенный для исследования Солнца, подлетел максимально близко к звезде. Сделал он это, чтобы изучить природу солнечного ветра и места его происхождения — корональных дыр.

Благодаря полученной аппаратом информации ученые смогут лучше прогнозировать солнечные бури. Они оказывают серьезное влияние на нашу планету: усиливают полярные сияния, нарушают коммуникационную и энергетическую инфраструктуру, а также представляют некоторую угрозу для спутников.

Как проходило изучение корональных дыр?

В ходе своего исследования Parker проследил за солнечным ветром — потоком заряженных частиц, непрерывно исходящим от Солнца, — к месту его происхождения. Так он смог зафиксировать некоторые характеристики солнечного ветра, которые он теряет при выходе за пределы внешней атмосферы Солнца.

В частности, аппарат увидел, что потоки частиц энергии солнечного ветра соответствуют «потокам супергрануляции», находящимся внутри корональных дыр. Теперь они считаются источниками так называемого «быстрого» солнечного ветра, который наблюдается над полюсами Солнца. Они развивают скорость до 2,7 миллиона километров в час — это в 1000 раз больше скорости реактивного истребителя.

Считается, что корональные дыры образуются в областях, где существуют «открытые» линии магнитного поля, они распространяются и заполоняют пространство вокруг звезды. В спокойные периоды 11-летнего цикла активности Солнца корональные дыры обычно находятся на полюсах звезды. Так солнечный ветер, выходящий из них, не распространяется в сторону Земли.

Однако когда солнце становится более активным, его магнитное поле «переворачивается». Полюса меняются, корональные дыры распространяются еще больше и направляются в сторону нашей планеты.

По словам исследователей, подобная информация может помочь в прогнозировании наиболее разрушительных солнечных бурь. В частности, она поможет понять, как солнце высвобождает энергию и вызывает геомагнитные бури, представляющие угрозу для системы коммуникаций Земли, например.

Солнечный душ

По мнению ученых, корональные дыры — аналогичны насадкам на душ, которые распыляют струи заряженных частиц из равномерно расположенных «ярких пятен» на Солнце. В результате внутри них образуются воронки шириной 29 000 километров.

В тот момент, когда магнитные поля с противоположными направлениями проходят друг через друга в воронках, линии магнитного поля разрываются, а затем снова соединяются. Именно в результате этого процесса, магнитного пересоединения, происходит выброс частиц, называемый солнечным ветром.

Ученые смогли это понять благодаря частицам, вычислив очень высокую скорость некоторых из них — в 10 раз превышающую среднюю для солнечного ветра. Такое возможно только при магнитном пересоединении.

Подобная скорость просто невозможна для частиц, перемещающихся по плазме. В месте встречи супергрануляционных ячеек, они втягивают магнитное поле в эту «воронку». Магнитное поле становится очень интенсивным, и само придает ускорение спуску в воронку.

Именно пространственное разделение этих воронок команда и увидела, пока изучала данные, собранные с зонда Parker.

Выводы

Главный вывод исследования заключается в том, что именно магнитное пересоединение внутри этих воронкообразных структур образует источник «быстрого» солнечного ветра. Он не просто поступает в корональную дыру, он субструктурируется внутри них в супергрануляционные клетки, исходя из маленьких сгустков магнитной энергии. Они, в свою очередь, связаны с конвекционными потоками.