Астрономы впервые наблюдали «нановспышки» на Солнце — Naked Science
8 минут
Сергей Васильев

Астрономы впервые наблюдали «нановспышки» на Солнце

6.4

После десятилетий поисков ученым удалось, наконец, проследить за возникновением и действием нановспышек, которые разогревают солнечную корону до миллионов градусов.

©Bahauddin et al., 2020

Чем выше от Земли, тем холоднее становится атмосфера. Однако на Солнце все происходит наоборот: глубокие слои его атмосферы разогреты «лишь» до 5000-6000 °С, тогда как температура внешней короны достигает миллионов градусов. Этот парадокс остается нерешенным до сих пор, хотя еще в 1970-х известный гелиофизик Юджин Паркер предположил, что дополнительное тепло в корону приносят «нановспышки».

Такие взрывные выбросы энергии должны быть куда многочисленнее обычных солнечных вспышек, но и в миллиарды раз слабее. Поэтому обнаружить их на чрезвычайно бурном светиле до сих пор не удавалось. Лишь в последние годы стали появляться отдельные косвенные свидетельства их существования. Так, в короне звезды нашли участки, разогретые именно так, как предсказывает теория нановспышек, а у Земли — поймали высокоэнергетические фотоны, которые могли быть выброшены именно таким процессом.

Лишь в наше время инструменты астрономов стали достаточно чувствительны для того, чтобы рассмотреть нановспышки. И первые прямые снимки удалось получить недавно благодаря спектрографу американского зонда IRIS. Об этом Шах Бахауддин (Shah Bahauddin) и его коллеги сообщают в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

«Из теории мы знаем, что искать, — сказал ученый в интервью пресс-службе NASA, — знаем, какой отпечаток должна оставить нановспышка». Он назвал два ключевых признака такого процесса. Во-первых, как и обычная вспышка, она должна возникать в процессе взрывного пересоединения силовых линий магнитного поля, что отражается крайне резким и мощным разогревом плазмы, нехарактерным для других процессов. Во-вторых, этот разогрев должен достигать короны, а не оставаться в более низких слоях солнечной атмосферы.

Одна из ярких петель показана с различным увеличением / ©NASA, SDO, IRIS, Shah Bahauddin

Ученые обратили внимание на небольшие (порядка сотни километров), но чрезвычайно яркие петли, которые аппарат зарегистрировал непосредственно на границе солнечной короны. Их температура действительно оказалась крайне высока, достигая миллионов градусов. Более того, плазма этих петель разогревалась очень странным образом. Солнце состоит из водорода и гелия с небольшим количеством других элементов. При этом в ярких петлях сравнительно легкие элементы (такие как кислород) разогревались слабее, чем более тяжелые (например, кремний).

«Если вы подтолкнете легкий мяч, он покатится по полу быстрее тяжелого, — объясняет Бахауддин. — Но в этом случае более тяжелые элементы выбрасываются на скорости около 60 миль в секунду (350 тысяч километров в час. — Прим. ред.), а легкие — почти на нуле. Это полностью контринтуитивно». Однако этот парадокс и стал важной уликой, за которую уцепились ученые.

Они смоделировали различные процессы, которые могут вызывать разогрев солнечной плазмы, показав, что лишь переключение линий магнитного поля способно передавать тяжелым ядрам больше энергии, чем легким. При таком переключении на краткое время возникает электрический ток, увлекающий ионы плазмы в движение. Чем дольше ион продолжает двигаться в этом направлении, тем сильнее ускоряется, поэтому более тяжелые ионы с их высокой инерцией успевают получить больше энергии. Легкие «сбиваются с пути» раньше и ускоряются слабее.

Таким образом, были выявлены оба признака нановспышек, о которых говорил Бахауддин. Более того, моделирование предсказало, что они должны возникать лишь в плазме с определенными пропорциями кислорода и кремния. Ученые проверили данные наблюдений — и действительно обнаружили, что яркие петли характеризуются нужным содержанием этих элементов.

Наконец, выводы удалось подтвердить и с помощью космической обсерватории SDO, ведущей наблюдения за солнечной короной. Они показали, что появление ярких петель неглубоко под ней спустя короткий промежуток времени приводит к разогреву соответствующего участка короны. В общей сложности получилось проследить 10 таких событий. «Всего с 20-секундной задержкой, — добавляет Бахауддин. — Мы видели увеличение яркости, а затем видели, что корона резко становится перегретой до многих миллионов градусов».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:06
5 минут
Василий Парфенов

Все крупные интернет-порталы столкнулись с колоссальной проблемой во время пандемии коронавирусной инфекции — информационной эпидемией фейков. Компании предпринимают самые разные способы борьбы с дезинформацией: Facebook, например, планирует напоминать пользователям, что они не читали статью (пост, материал в Сети), ссылку на которую собираются разместить на своей страничке в соцсети.

Позавчера, 11:00
9 минут
НИУ ВШЭ

Профессор НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде Андрей Савченко разработал алгоритм, работающий на 40 процентов быстрее аналогов. При этом потери в точности составили не более 0,5-1 процентов. Это позволит ускорить работу систем видеонаблюдения в режиме реального времени.

Вчера, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: