7 августа, 16:08
Любовь С.
752

На поверхности Солнца впервые увидели плазменные вихри

❋ 5.0

На поверхности нашей звезды впервые наблюдали крошечные плазменные вихри, существование которых десятилетиями считалось лишь теоретическим предсказанием. Именно они могут переносить энергию и перемешивать магнитные поля, влияя на активность звезды.

Поверхность Солнца, на которой видны границы солнечных гранул. Именно здесь ученые впервые увидели крошечные вихревые структуры — следы перемешивания плазмы и магнитных полей / © NSF/NSO/AURA/MPS

Солнце — гигантский шар раскаленной плазмы, где непрерывно сталкиваются потоки вещества и магнитные поля. Видимая поверхность светила — фотосфера — покрыта гранулами, возникающими в результате конвекции: горячая плазма поднимается из недр, охлаждается и вновь опускается вниз. Между этими потоками формируются компактные области с сильным магнитным полем. Из-за них возникают солнечные пятна, вспышки и другие проявления активности. 

Правда, многие процессы в этих областях происходят на масштабах всего в несколько десятков километров, поэтому до сих пор их не наблюдали. Ученые много лет предполагали, что на границах магнитных структур должна возникать неустойчивость Кельвина — Гельмгольца, при которой два потока, движущиеся с разной скоростью, закручиваются в характерные вихри. Такие структуры встречаются в земной атмосфере, океанах и магнитосферах планет, однако на поверхности Солнца их до сих пор никто напрямую не наблюдал. 

Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Nature, использовали крупнейший в мире солнечный телескоп «Дэниел Иноуэ» (Daniel K. Inouye Solar Telescope, DKIST). Благодаря высокому разрешению астрономы детально рассмотрели фотосферу. Вместо относительно гладких границ между магнитными образованиями и окружающей плазмой они обнаружили множество небольших вихрей и тонких «полос», что постоянно возникали вдоль этих границ.  

Всего ученые проанализировали 47 подобных объектов. Выяснилось, что расстояние между соседними вихрями обычно составляет 65 километров, а их размеры варьируются примерно от 25 до 170 километров. Причем вихри развиваются всего за несколько десятков секунд и перемещаются со скоростью до трех километров в секунду.  

Затем исследователи сравнили снимки с высокоточными магнитогидродинамическими моделями солнечной атмосферы и практически полностью воспроизвели увиденную картину: размеры вихрей, скорость их формирования и особенности движения плазмы совпали.

Расчеты показали, что причина возникновения вихрей — сильные сдвиги скоростей вдоль границ магнитных полей. Потоки плазмы, движущиеся рядом с областями мощного магнитного поля, начинали скользить друг относительно друга. Из-за этого поверхность региона становилась неустойчивой и быстро покрывалась закрученными структурами. 

Интересно, что со временем вихри становятся больше. Они объединяются между собой и порождают более мелкие вихри, постепенно формируя турбулентность. Такое перемешивание делает перенос массы, энергии, импульса и магнитного потока между различными областями фотосферы проще. Вместе эти процессы, судя по всему, участвуют в нагреве внешних слоев солнечной атмосферы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Любовь С.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

18 сентября, 12:02
Любовь С.

Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий