За допомогою даних космічних зондів Європейського космічного агентства Solar Orbiter та NASA Parker Solar Probe вченим вдалося наблизитися до відповіді на питання, який механізм відповідає за нагрівання та прискорення сонячного вітру: як виявилося, важливу роль у цих процесах відіграють великомасштабні електромагнітні коливання, що поширюються вздовж силових ліній магнітного поля. Роботу було опубліковано в журналі Science 29 серпня.
Сонячний вітер – це постійний потік заряджених частинок (плазми), які виділяє сонячна корона. За секунду такий потік переносить із Сонця до 10^9 кг речовини. Залежно від швидкості частинок сонячний вітер поділяють на класи: повільний (300-400 км/с біля орбіти Землі) та швидкий (600-700 км/с біля орбіти Землі); також існують спорадичні високошвидкісні потоки (до 1200 км/с). Коли його частинки досягають нашої планети та зіштовхуються з часточками атмосфери, це викликає полярне сяйво.
Швидкий сонячний вітер вилітає з сонячної атмосфери з меншою швидкістю, але значно прискорюється, тобто щось до цього призводить. До того ж, із віддаленням від Сонця він має розширюватися та охолоджуватися, стаючи менш щільним; проте він охолоджується повільніше, ніж мав би відповідно до розрахунків.
Астрофізики вже давно запропонували гіпотезу, згідно з якою відповіддю на це «енергетичне» питання є хвилі Альфвена. Проходячи через наелектризовану плазму, струми й магнітні поля можуть формувати різні хвилі: альфвенівські являють собою поперечні хвилі, які проходять уздовж силових ліній магнітного поля, в якому перебувають. Вони можуть накопичувати енергію та проносити її через плазму.
Завдяки тому, що в лютому 2022 року зонди Solar Orbiter та Parker опинились в одному потоці сонячного вітру, вченим вдалося підтвердити це припущення: Parker перебував у зовнішньому краї корони (близько 9 мільйонів кілометрів від Сонця), а Solar Orbiter – далі, поблизу орбіти Венери (на відстані приблизно у 89 мільйонів кілометрів від Сонця). У такий спосіб дослідники спостерігали альфвенівські хвилі, як тільки вони з’явились та через 45 годин після цього, й порівняли потоки плазми в двох точках. Перетворивши дані в енергетичні величини, зокрема в потік хвильової енергії, виявилося, що поруч із Сонцем у магнітному полі зберігалося близько 10% енергії; у точці перебування Solar Orbiter це число знизилось до 1%, проте плазма прискорювалася й охолоджувалася повільно. Порівнюючи дані, команда дійшла висновку, що розсіяна енергія, яку несли хвилі, відповідає прогнозованому нагріванню та прискоренню сонячного вітру.
Тепер астрофізики планують розширити свій аналіз на повільний сонячний вітер і поспостерігати, чи працює такий механізм у ньому. До того ж, нові знання можуть бути потенційно застосовані до інших зірок типу нашого світила або ж взагалі до тих, які мають вітер.