Тайна огненных волос Солнца

"Как правило, магнитные линии тесно связаны с заряженными частицами. Если бы в недрах Солнца и в наших моделях присутствовали только такие частицы, то тогда магнитные поля "застревали" бы и не могли выходить за пределы поверхности светила. Когда мы добавили в модели нейтральные частицы, магнитные поля стали подвижными", — рассказывает Хуан-Мартинез-Сикора (Juan Martinez-Sykora) из Лаборатории солнечной астрофизики компании Локхид-Мартин в Пало-Альто (США).

Как объясняют астрономы, Солнце кажется наблюдателям на Земле ровным и спокойным сияющим диском, однако на самом деле это не так – его поверхность фактически постоянно "кипит" и непрерывно движется. На поверхности Солнца каждый день возникают крупные вспышки, которые приводят к "катапультированию" сотен миллионов тонн раскаленной материи в открытый космос.

Эти вспышки, так называемые корональные выбросы массы, не являются главным источником солнечных выбросов. Их львиная доля приходится на солнечный ветер и так называемые спикулы – небольшие протуберанцы у поверхности Солнца, в которых материя светила разгоняется и покидает его пределы. Благодаря существованию спикул поверхность Солнца, если взглянуть на него с близкого расстояния, напоминает копну шевелящихся огненных волос, а не "лысый" и неподвижный раскаленный шар.

Мартинез-Сикора и его коллеги выяснили, почему существуют подобные "волосы" у Солнца. Для этого она проанализировали данные, которые собирал зонд IRIS, запущенный летом 2013 года для наблюдения за рождением вспышек на поверхности и процессами в хромосфере, внешней оболочке светила.

Каждую секунду в хромосфере, как рассказывают ученые, рождаются и исчезают десятки миллионов спикул. Их выбросы достигают высоты в десятки тысяч километров за 5-10 минут — считанные мгновения по космическим меркам — и затем или падают назад, или улетают в космос.

На основе данных, полученных в ходе наблюдений за "волосами" Солнца, ученые создали компьютерную модель недр светила. Она помогла им выяснить, как материя спикул разогревается практически мгновенно до нескольких миллионов градусов Кельвина при выходе с поверхности светила, и понять, как в их рождении замешаны магнитные поля.

Оказалось, что в приповерхностных слоях светила содержится достаточно много нейтральных атомов. Они кардинальным образом меняют то, как ведут себя линии магнитного поля в верхней части хромосферы, вырабатываемые "кипением" материи Солнца в более глубоких слоях его недр.

Нейтральные атомы, как объясняют ученые, не "цепляются" за линии магнитного поля и облегчают им движение, что позволяет линиям выходить на поверхность Солнца и увлекать за собой заряженные частицы, выбрасывая их в атмосферу светила и в открытый космос подобно праще или катапульте.

Этот же процесс разогревает выбрасываемую плазму и порождает особые магнитные волны, которые связываются с существованием солнечного ветра. Открытие механизма рождения "огненных волос" Солнца, как надеются ученые, поможет лучше предсказывать "солнечную погоду" и позволит астрономам и физикам приблизиться к пониманию того, как рождаются другие типы вспышек на его поверхности.