Нанофлари нагрівають сонячну корону

Локальні вибухи енергії пояснюють загадку надзвичайно гарячої сонячної атмосфери

Помилкове зображення сонячної активності. Синій - температура плазми близько десяти мільйонів кельвінів © NASA / GSFC
читати вголос

Чому температури у зовнішній атмосфері Сонця, корони настільки вище, ніж на їх поверхні? Астрофізики десятиліттями спантеличують це питання. Тепер нові дані японського супутника Hinode виявили причину: крихітні енергетичні вибухи, так звані нанофлекси, нагрівають атмосферу.

У корони сонця спека надзвичайна: температури можуть підніматися до одного мільйона градусів Цельсія. На поверхні зірки, у фотосфері майже «круто» 5500 ° C. Але звідки береться величезна спека? Одна теорія передбачає, що коронарні нитки - петлі іонізованого газу, утворені лініями магнітного поля - відіграють ключову роль у цьому процесі.

Кілька мільйонів градусів тепла

Дослідницька група під керівництвом Джеймса Клімчука, астрофізика з лабораторії сонячної фізики Центру космічних польотів Годдарда в НАСА, розробила нову модель, яка пояснює величезне нагрівання корони. Вони представили це зараз на засіданні Міжнародної астрономічної асоціації (IAU) у Ріо-де-Жанейро. Його підтримують нові спостереження японського супутника сонячного спостереження Hinode.

Як рентгенівський телескоп XRT, так і екстремальний ультрафіолетовий спектрометр (EIS) на борту зонда показують, що надвисока гаряча плазма знаходиться в основному над активними ділянками сонячної поверхні. Обидва інструменти вимірювали в цих місцях температуру в кілька мільйонів градусів. "Такі температури можуть генеруватися лише спалахами імпульсивної енергії", - пояснює Клімчук.

Енергетичні сплески в коронарних "петлях"

Іншим фактором, який приваблював дослідників, був той факт, що інструменти реєстрували найбільше тепло, де коронарні нитки мали найбільшу щільність. Сучасна модель передбачає, що щільність коронарної нитки залежить від її довжини та температури. Але сучасні вимірювання показують, що "петлі" іноді мають значно більшу щільність, ніж прогнозує теорія. дисплей

Вчені навколо Клімчука розробили нову модель, яка пояснює ці розбіжності. Відповідно, невеликі, локальні спалахи енергії та тепла, так звані нанофлари, є основою цих явищ. "Вони трапляються всередині крихітних ниток, які разом утворюють магнітні петлі коронарних ниток у вигляді пучка", - пояснює Клімчук. "Вони нагріваються бурями Нанофларес".

Вчені побудували теоретичну модель і змоделювали, як розвивається плазма в коронарних петлях. "Ми моделюємо спалах тепла і бачимо, як реагує корона", - сказав дослідник. "Тоді ми визначаємо, скільки викидів ми повинні бачити від плазми при різних температурах".

Активні регіони Сонця, записані за допомогою інструмента Hinode XRT NASA / GSFC

Теплообмін всередині петель

На думку вчених, плазма в регіонах із петлями дуже низької щільності та температури нагрівається дуже швидко до кількох мільйонів градусів при такій нанофлярі. Однак щільність залишається низькою, так що випромінювання спочатку також залишається слабким. Потім тепло тече до основи коронарної нитки і потрапляє в область щільнішої, прохолоднішої плазми, яка також нагрівається. Однак завдяки своїй більш високій щільності температура тут може досягати максимум одного мільйона градусів Кельвіна.

Таким чином, коронарна нитка утворює скупчення дуже багатьох гарячих, але менш яскравих областей і небагато областей, де яскравість і щільність вище, але температури дещо нижчі. "Те, що ми бачимо, - це плазма на мільйон градусів Кельвіна, яка живить свою енергію від тепла, яке подається з надвисокої плазми", - сказав Клімчук.

Перший доказ нанофларів за даними зонда

Цей сценарій також підкріплений спостереженнями зонда Hinode: "Вперше ми виявили цю гарячу плазму в десять мільйонів градусів Кельвіна, яка може бути вироблена лише за рахунок енергетичних вибухів нанофлярів. Насправді супутникові дані дають перші докази того, що існують поки що лише теоретично передбачені нанофлари.

Вони також припускають, що "майже всюди в активних регіонах сонця активна нанофлара", - сказав Клімчук. На думку дослідників, це нове розуміння дає нові уявлення про процеси на нашій центральній зірці та допомагає зрозуміти взаємодію між сонцем і землею в космосі.

(NASA / Центр космічних польотів Годдарда, 19.08.2009 - NPO)