Една от най-големите загадки на Слънцето е защо повърхността на гигантското кълбо от светеща плазма е с температура от около 5500º С.
Но на разстояние от около 10 000 км от повърхността на Слънцето, там, където е слънчевата корона, която виждаме като ореол, температурата вече достига един милион градуса.
Сега учените вече имат обяснение по този въпрос.
Отговорът се крие в особен слънчев феномен, охладената плазма се връща на повърхността на Слънцето от сравнително малка височина, показвайки мястото на загадъчното нагряване на слънчевата корона.
Това са наскоро открити магнитни структури, наречени „нулеви топологични точки”, съобщава сайтът на Обсерваторията за слънчева динамика на НАСА (SDO).
На Земята, когато стане горещо, водата се изпарява, превръщайки се в пара, която се издига в атмосферата, след което се охлажда, водните молекули се кондензират в облаците и вали дъжд над сушата, океаните и реките.
На изпепеляващата повърхност на Слънцето се случва подобен цикъл. Свръхпрегрятата плазма на Слънцето се изкачва над повърхността на Слънцето, насочвайки се по неговите магнитни полета, и когато се изкачи прекалено високо, охлажда се и пада като "коронален дъжд".
Коронален дъжд. Кредит: NASA’s Solar Dynamics Observatory/Scientific Visualisation Studio/Tom Bridgman, Lead Animator
Когато тази плазма се спуска и пада отново във фотосферата по траекторията на невидимите магнитни линии и формира нещо като арка от огнен дъжд.
На практика и на Земята, и на Слънцето валежите са подобни, просто разликата е в кондензирането и охлаждането.
"Физиката е на практика същата," обяснява физикът Емили Мейсън (Emily Mason) от Католическия университет на Америка.
Проучването на Мейсън, публикувано в The Astrophysical Journal Letters съобщава нещо за короналните дъждове, което не е било известно досега - те най-често се случват на неочаквано място и се свързва с феномен, който е нов за физиката.
Като част от ежедневната си работа в Центъра за космически полети „Годард” на НАСА, Мейсън изследва короналния дъжд в гигантски магнитни структури, наречени шлемовидни коронални стримери, които могат да изминат милиони километри над повърхността на Слънцето, преди да се върнат обратно.
Тези образувания служат като източници на бавните частици на слънчевия вятър, които претърпяват няколко загрявания и охлаждания, преди да полетят. Височината, на която спира нагряването им при изкачването по стримера, е важна от гледна точка на един от най-известните парадокси на Слънцето - екстремното нагряване на неговата корона, с порядъци повече от недрата на звездата.
Мейсън търси коронален дъжд в шлемовидните стримери, като този, който се появява от лявата страна на това изображение, направено по време на затъмнението от 1994 г. в Южна Америка. В дясната страна на изображението се появява по-малък псевдостример. Наречени така поради приликата им с островръх рицарски шлем, шлемовидните стримери се простират далеч в избледняващата корона на Слънцето и се виждат най-лесно, когато светлината от ярката повърхност на Слънцето е затъмнена. Кредит: Úpice observatory, Vojtech Rušin, Miloslav Druckmüller
Затова учените от Центъра за космически полети „Годард” на НАСА решават да разгледат охлаждането и падането на коронален дъжд в шлемовидните стримери. Те използват данни от сондата SDO, която бе пусната през 2010 г. и от тогава заснема Слънцето на всеки 12 секунди. Но не откриват доказателства за наличието на коронален дъжд в такива стримери.
Но затова пък непрекъснато се появява в примки с много по-малък размер, изкачвайки се на максимум 50 хиляди километра - нищожна височина в сравнение с шлемовидните стримери.
"Все още не знаем защо короната се загрява, но знаем точно къде се случва", пише Николин Вайалл (Nicholeen Viall) и колегите ѝ в статия, публикувана в списание Astrophysical Journal Letters.
Тези малки магнитни структури екипът нарича дъждовни нулеви топологични точки (Raining Null-Point Topologies, RNTP).
Статията на Мейсън анализира три наблюдения на нулеви топологични точки или RNTPs, преди това пренебрегвана магнитна структура, показана тук в две дължини на вълната на ултравиолетова светлина. Короналният дъжд, наблюдаван в тези сравнително малки магнитни вериги, подсказва, че короната може да бъде загрята в далеч по-ограничен район, отколкото се очакваше преди.
Кредит: NASA’s Solar Dynamics Observatory/Emily Mason
Този намален размер може също да обясни някои неща около високите температури на короната.
"Тези арки са много по-малки, отколкото търсихме," обяснява слънчевият физик от екипа Спиро Антиохос (Spiro Antiochos). "Така че това показва, че нагряването на короната е много по-локализирано, отколкото сме смятали."
Новите открития не показват точно как RNTP загряват короната, което засега остава хипотетично, но множеството от тези плазмени феномени и продължителността им може да са част от отговора на въпроса.
"Лекотата, с която тези структури се идентифицират и честотата на дъждовете през цялото време на наблюденията идват в подкрепа на заключението, че този феномен е навсякъде", обясняват авторите в изследването си. "При всички случаи дъждът продължава с дни, изглежда по едни и същи магнитни криви, така че очевидно не е еднократен феномен."
В същото време учените забелязват, че короналният дъжд се среща не само в затворените контури, в които плазмата теоретично е способна да се натрупва и охлажда, но и в отворените структури, откъдето плазмата отлита в космоса, допринасяйки за появата на слънчевия вятър. Учените предполагат, че това се случва в моментите на магнитно присъединяване на силовите линии на магнитните полета на Слънцето. След тях може да се отвори затворен контур, който е натрупал плазма, което води до рязко разширяване и охлаждане на частиците. В този случай някои от тях ще бъдат отнесени от слънчевия вятър, а някои - отново ще паднат, разпръсквайки коронален дъжд.
Магнитно присъединяване води до освобождаването на огромни количества енергия. Източник: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab
"След като си даваме сметка, че нагряването на короната е един от най-важните нерешени проблеми на слънчевата физика, детайлните измервания на короналния дъжд са изключително важни”, поясняват авторите.
Авторите съобщават, че сега работят по създаването на компютърен модел на тези процеси, както и очакват приближаването на новата сонда „Паркър” до Слънцето. Стартирала през 2018 г., тя ще се доближи до нашата звезда по-близо от всеки друг апарат преди нея и със сигурност ще може да наблюдава короналните дъждове във всичките им грандиозни подробности.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари