Горячие новости: тайна солнечных спикул раскрыта?

Это перевод статьи Чарльза К. Чоя для Space.com от 22 июня 2017 года.

Новое исследование объясняет, почему гигантские струи плазмы несколько тысяч раз в день срываются с поверхности Солнца и устремляются в космос. Авторы рассчитывают, что их модель также сможет объяснить, почему солнечная корона горячее его поверхности. Астрономы любят описывать эту парадоксальную ситуацию, сравнивая Солнце с костром, воздух вокруг которого горячее самого пламени.

Уже более 100 лет астрономы становятся свидетелями того, как сверхгорячие струи плазмы (спикулы), вздымаются с солнечной поверхности, словно гигантские огненные вихри посреди горящего поля. Каждый день возникают тысячи таких спикул, до сотни километров в ширину каждая, выбрасывающих солнечное вещество со скоростью до 540 000 км/ч.

«Эти струи — для Солнца — обычное явление», — говорит один из авторов статьи Хуан Мартинес-Сикора, астрофизик из Bay Area Environmental Research Institute в Калифорнии. Спикулы поднимаются на высоту до 10 километров за 2-10 минут, насыщая солнечную атмосферу горячей плазмой. Поэтому внешние слои атмосферы намного горячее внутренних: температура поверхности 6200 градусов по Цельсию, а короны — 2 миллиона. Впрочем, до сих пор было не совсем понятно почему они возникают. Хотя было ясно, что в их зарождении важную роль играет магнитное поле, предыдущие исследования не могли предсказать многие важные свойства спикул, в частности, частоту их возникновения. Мартинес-Сикора с единомышленниками разработали компьютерную модель, которая наконец «объяснит это рядовое, но малоизученное явление». Согласно модели, спикулы возникают в три этапа. Сначала, плазма на поверхности вспенивается, возмущая магнитное поле и порождая напряжения в нем. Затем, ионы и электрически нейтральные частицы смешиваются над поверхностью Солнца, формируя пути по которому поле сбросит напряжение. Наконец, магнитное поле устремляется вверх, увлекая за собой мощные струи плазмы.

Ученые сравнили свои результаты с наблюдениями Спектрографа для наблюдения за пограничной зоной (IRIS) и Шведского солнечного телескопа. Оказалось, симуляция верно воспроизводит многие черты реальных спикул: размер, скорость, частоту и места́ возникновения.

«Модель затрагивает сразу несколько важных вопросов о природе солнечной атмосферы. Похоже мы на правильном пути», — сказал Мартинес-Сикора. Ученые высчитали, что каждая спикула отправляет в корону до 10 миллионов тонн горячей плазмы. Так что спикулы могут играть ведущую роль в нагреве солнечной короны. Детали работы изложены в июньском номере журнала Science.