7.9K
Впервые ученые построили модель, которая точно объясняет формирование обильных струй плазмы в атмосфере Солнца, называемых спикулами. Результаты нового исследования не только решают давнюю загадку их образования, но также помогают понять, как плазма на поверхности нашей звезды нагревается до невероятно высоких температур.
«Численные модели и наблюдения идут рука об руку в наших исследованиях. Мы сравниваем их, чтобы выяснить, насколько хорошо наши модели работают, и когда мы видим серьезные расхождения, вносим корректировки», – рассказывает Барт Де Понтье, соавтор исследования и научный сотрудник миссии IRIS в Солнечной и астрофизической лаборатории Локхид Мартин (США).
Слой атмосферы Солнца над видимой поверхности содержит сильно возбужденные струи плазмы, называемые спикулами, которые наблюдаются уже более века. Спикулы появляются тысячи раз в день. Они вовлечены в образование горячей плазмы короны, и понимание процесса их формирования потенциально поможет объяснить, почему внешняя атмосфера Солнца достигает температуры в миллионы градусов.
Чтобы лучше понять, как формируются эти струи, Хуан Мартинес-Сикора и его коллеги использовали современные цифровые модели для разработки симуляций, которые спонтанно продуцировали многочисленные спикулы. Важнейшим итогом работы стало то, что результаты симуляций впервые соответствуют наблюдениям реальных спикул, проводимых с помощью космического аппарата NASA для исследования Солнца IRIS и Шведского солнечного телескопа.
«Обычно магнитные поля тесно связаны с заряженными частицами. При использовании в симуляциях только заряженных частиц, магнитные поля застревали и не могли вырваться за пределы поверхности Солнца. Когда мы добавили нейтральные частицы, магнитные поля стали двигаться свободнее», – сказал Хуан Мартинес-Сикора, ведущий автор исследования из Солнечной и астрофизической лаборатории Локхид Мартин.
Модель показала, что нейтральные частицы обеспечивают «плавучесть» и помогают закрученным узлам магнитной энергии подниматься через кипящую солнечную плазму и достигать хромосферы. Там они «защелкиваются» в спикулы, а трение между ионами и нейтральными частицами еще сильнее нагревает плазму как внутри, так и вокруг спикул.
Исследователи смогли определить физические взаимодействия между магнитными полями и солнечной плазмой, которые генерируют спикулы, помогая понять нашу ближайшую звезду. «Это серьезный шаг вперед в понимании того, какие процессы могут активизировать солнечную атмосферу. Наша работа закладывает основу для будущих исследований с еще большей точностью, которые должны определить, насколько значимую роль в жизни Солнца играют спикулы», – заключил Адриан Доу, научный сотрудник миссии IRIS в Центре космических полетов им. Годдарда NASA.