До Сонця можна поставити багато питань, але вчені, схоже, наблизилися до відповіді принаймні на одне з них за допомогою космічного зонда ESA Solar Orbiter. Дані, зібрані апаратом, говорять про те, що постійне перез’єднання крихітних ліній магнітного поля може бути принаймні частиною причини, чому деякі частини Сонця набагато гарячіші за інші.
Поверхня Сонця має температуру близько 5500°C, що для подібних зірок цілком нормальний показник. Проте речовина в атмосфері Сонця після віддалення від поверхні стає гарячішою – у верхніх шарах, відомих як корона, вона досягає 2 млн°C. Про цю інверсію температури вчені знають з 1940-х років, але не знають, чому вона взагалі існує. Зараз одним з головних кандидатів на пояснення цього явища є постійне маломасштабне магнітне перез’єднання.
Магнітне перез’єднання у великих масштабах є добре відомим. Більшість зірок – це турбулентні кулі гарячої плазми, рідини, яка складається із заряджених частинок, що активно взаємодіють з електромагнітними силами. Тобто об’єкти по типу Сонця пронизані надзвичайно заплутаними магнітними полями. За межами найглибшого шару атмосфери Сонця, фотосфери, магнітні силові лінії можуть заплутуватися, розтягуватися, розриватися, а потім знову з’єднуватися. Це призводить до величезного сплеску енергії, який живить сонячні спалахи та корональні викиди маси.
Вчені висували гіпотезу, що у менших масштабах події возз’єднання “впорскують” енергію в корону, забезпечуючи її джерелом нагрівання. Проте Сонце дуже гаряче і яскраве, що ускладнює спостереження – у науковців не було інструментів, які зафіксували б цей процес. І тут у гру вступив Solar Orbiter. Сонячний зонд ESA, запущений у лютому 2020 року, наблизився до зірки на трохи небезпечну відстань, щоб детально вивчити її активність.
Під час першого зближення космічний апарат побачив дещо дивовижне. Зображення надвисокої роздільної здатності в екстремальному ультрафіолетовому діапазоні виявили магнітне перез’єднання, що відбувалося в абсолютно крихітних, як для Сонця, масштабах – всього 390 км в поперечнику. Це справді неймовірно – вчені змогли вивчити явище з поверхні Сонця, яке трохи менше за довжину Великого каньйону.
Протягом години космічний апарат зафіксував точку, відому як нульова точка, де інтенсивність магнітного поля падає до нуля. Це точка магнітного перез’єднання. Протягом цього часу температура нульової точки підтримувалася на рівні близько 10 млн°C. Це так зване “м’яке” перез’єднання, проте в нульовій точці також спостерігалася фаза активнішого перез’єднання. Воно тривало близько 4 хвилин і показало, що ці два типи подій відбуваються одночасно і в масштабах, менших, ніж вчені могли раніше передбачити.
Ці два типи перез’єднання передають масу та енергію короні над ними, забезпечуючи джерело тепла, яке може пояснити, принаймні, частково, температурну інверсію. Отримані дані також говорять, що перез’єднання може відбуватися навіть у масштабах, надто малих для фіксації Solar Orbiter. Проте зонд має наблизитися ще більше, тож отримає зображення зі ще більшою роздільною здатністю. Але вже зараз вчені мають перші докази того, що на поверхні Сонця відбувається постійне магнітне перез’єднання у малих масштабах, що підтверджує гіпотезу про те, як нагрівається корона
Читайте також: