• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
23.12.2020
Сергей Васильев
2 794

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:58
Алиса Гаджиева

В Северной Ирландии нашли неолитическое поселение возрастом не менее 5800 лет. Пока не ясно, почему люди обосновались именно там, но известно, что спустя тысячелетия за эти земли воевали могущественные королевства.

Вчера, 07:30
Мария Азарова

Авторы нового исследования провели эксперимент почти с 70 собаками разных пород, чтобы узнать, как они реагируют на вой одного волка и целой стаи.

2 часа назад
Даниил Сухинов

Хотя интуитивно люди склонны думать, что занятия музыкой полезны для их психического здоровья, научные исследования указывают на более сложную и неочевидную связь. В новой работе международная группа ученых обнаружила генетическую корреляцию между увлечением музыкой и психическим здоровьем на примере нескольких тысяч близнецов. Результаты исследования показывают, что у музыкально активных людей существенно повышен генетический риск развития депрессии и биполярного расстройства.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

Вчера, 07:30
Мария Азарова

Авторы нового исследования провели эксперимент почти с 70 собаками разных пород, чтобы узнать, как они реагируют на вой одного волка и целой стаи.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: