Астрофизика: об удивительной структуре внешней атмосферы Солнца

Солнце – гигантский шар газов, с атмосферой, которая бросает потоки частиц в космос. Астрофизики обнаружили, что солнечная атмосфера, кажущаяся космическим беспорядком, внутри скрывает красивый порядок.

В частности, они увидели во внешней короне тонко детализированные стримеры, капли и стяжки. Внешняя корона — слой солнечной атмосферы, который начинается в 1300 километрах от поверхности Солнца и простирается на 16 миллионов км в космос.

«Любой, кто видел затмение солнца, знает, что её корона не является однородной, что в атмосфере Солнца, как и в атмосфере Земли, есть плотные регионы и разрежённые регионы на всём протяжении» — сказал ведущий исследователь физики солнца Крейг Дефорст, из филиала Юго-западного научно-исследовательского института Боулдера, штат Колорадо. Разные плотности управляются солнечным магнитным полем.

Детали структур внутри короны солнца

Учёные мало знали о структуре (или её отсутствии) внутри короны. С низким разрешением, они были как слепые. Просматривая структуры в короне через коронографы (это обычные камеры со специальными кусками металла спереди, чтобы заблокировать прямой солнечный свет), учёные смогли рассмотреть отдельные фрагменты. То, что они видели прежде, было несколько размытым.

Благодаря инструменту COR2 на борту космического аппарата NASERE STEREO-A, который вращается вокруг Солнца между Землёй и Венерой, астрофизики заметили относительно тонкие детали внутри короны. Передовую обработку они использовали для устранения шума в данных — например, избавились от света фоновых звёзд.

Избавившись от «шума», команда обнаружила структуры внутри стримеров короны — потоки плотного солнечного ветра, оставляющего солнце, — шириной 20 000 км. Каждый яркий стример состоит из множества волокнистых нитей.

Они также нашли много капель (это техническое слово, придуманное в 1990-х Нилом Шили из Военно-морской исследовательской лаборатории, для относительно небольших облаков заряженного газа) и клубки плазмы, выпущенные солнцем (они крошечные по сравнению с короной, но большие по сравнению с Землёй).

Помимо демонстрации некоторых довольно интересных особенностей короны солнца, исследование хочет пролить свет на одну из солнечных загадок. «Внешняя часть короны — переход от солнечной атмосферы к солнечному ветру — заполняет межпланетную пустоту. Никто не знает, как корона отключается от солнца».

В глубине космоса солнечный ветер может превратиться в солнечную бурю. Но учёные не знают, что вызывает эту «турбулентность».
Если солнце генерирует турбулентность, то образовавшиеся сложные структуры должны быть видны с самого начала путешествия солнечного ветра. Но до сих пор нет инструментов с достаточно острым взглядом на корону.

Внешняя корона имеет немного странную и неоднородную структуру, по сравнению с внутренней короной. Это, в свою очередь, ставит новые вопросы перед солнечной физикой, подобных тому, как солнечный ветер ускоряется в пустоту. Хочется узнать тайну, в том числе, почему корона Солнца в 300 раз сильнее, чем нижние слои атмосферы, называемые фотосферой.