Новые данные индийской солнечной миссии проливают свет на давние загадки Солнца.

Новые открытия, сделанные в ходе индийской солнечной миссии, проливают свет на давние загадки Солнца, в частности, на загадочные температурные колебания в различных его областях, которые, как отмечают ученые, противоречат законам физики.

Постоянной загадкой для ученых остается вопрос, почему внешняя атмосфера Солнца, корона, на миллионы градусов горячее его поверхности. Более того, как корона поддерживает такие экстремальные температуры, несмотря на частые извержения, приводящие к потере огромного количества энергии?

Индийские астрофизики сообщают, что последние данные, полученные в ходе миссии Aditya-L1, первой индийской космической миссии по наблюдению за Солнцем, предоставили важные сведения об этих загадках. Их выводы были недавно подробно изложены в статье, опубликованной в авторитетном журнале Astrophysical Journal Letters.

Профессор Р. Рамеш, ведущий индийский солнечный астрофизик из Индийского института астрофизики (IIA), возглавивший исследование, заявил, что температурные различия в различных областях Солнца бросают вызов установленным физическим законам.

При исследовании структуры Солнца температура в его ядре достигает обжигающих 15 миллионов градусов Цельсия. Двигаясь к поверхности, или фотосфере — видимой части Земли — температура падает примерно до 5500 °C. Однако в самом внешнем слое, короне, расположенной далеко от ядра, температура достигает около 2 миллионов °C, иногда поднимаясь до 40 миллионов °C.

Профессор Рамеш объяснил, что корона является источником экстремальных солнечных явлений, таких как солнечные вспышки и корональные выбросы массы (КВМ), во время которых Солнце высвобождает огромное количество энергии в космос. КВМ не только создают потрясающие полярные сияния, но и могут влиять на Землю, вызывая геомагнитные бури, способные нарушить работу энергосетей и повлиять на метеорологические и коммуникационные спутники.

В периоды нормальной или низкой солнечной активности Солнце обычно выбрасывает от двух до трех КВМ в день. Однако в пик 11-летнего цикла солнечной активности это число может превышать десять за один день.

«Если бы Солнце постоянно теряло такое огромное количество энергии с каждым корональным выбросом массы без восполнения, звезда в центре нашей Солнечной системы в конечном итоге исчерпала бы всю свою энергию, погрузив Землю в необратимую глубокую заморозку», — заметил профессор Рамеш.

Поскольку этот сценарий не происходит, это подразумевает существование «механизма», позволяющего короне поддерживать свою необъяснимо высокую температуру, добавил он.

На иллюстрации изображены слои Солнца, от ядра до периферии: ядро, радиационная и конвекционная зоны, фотосфера, хромосфера и корона.

Ученые объясняют это явление двумя основными факторами. Во-первых, турбулентные, бурлящие движения на поверхности Солнца постоянно генерируют волны, которые, распространяясь наружу, переносят энергию в корону — подобно океанским волнам, несущим пену и пузырьки к берегу.

Второй фактор связан с «запутанными линиями магнитного поля» в атмосфере Солнца, которые многократно обрываются, а затем снова соединяются. Профессор Рамеш пояснил, что корональные выбросы массы (КВМ) происходят, когда эти извилистые, петлеобразные линии, напоминающие заплетенные волосы, разрываются, выбрасывая в космос массивные облака намагниченной плазмы и газа. Эти события часто происходят вблизи солнечных пятен — более холодных и темных областей на Солнце, характеризующихся исключительно сильными магнитными полями.

«Однако затем эти линии снова соединяются, и Солнце восполняет потерянную энергию в течение нескольких часов», — отметил он.

В своей опубликованной статье профессор Рамеш заявил, что им удалось успешно количественно оценить энергетический вклад каждой из этих двух систем в корону. Эта количественная оценка помогает объяснить как первоначальную экстремальную температуру короны, так и ее способность поддерживать эту температуру, несмотря на постоянную потерю энергии.

Он подчеркнул, что их исследование ясно показывает, что вторая система отвечает за поставку большей части энергии.

«Хотя волны, генерируемые бурлящими, кипящими движениями на поверхности Солнца, действительно создают и переносят энергию, их вклад минимален — они обеспечивают лишь 7% необходимой энергии. Остальные 93% поступают от способности Солнца перестраиваться и восполнять потерянную энергию».

Солнечная корона видна невооруженным глазом с Земли только во время полного солнечного затмения.

Для получения этих данных профессор Рамеш объяснил, что они проанализировали «очень энергичный» корональный выброс массы (КВМ), произошедший 5 августа 2024 года. Излучение от этого события было зарегистрировано коронографом Aditya-L1, известным как Velc (Visible Emission Line Coronagraph).

«Мы наблюдали, что в течение 10 часов после КВМ запутанные силовые линии вернулись к своей первоначальной конфигурации, восстановили связь, и энергия короны восстановилась», — заявил он.

«Хотя мы признаем, что энергия, генерируемая пузырьковыми движениями, играет значительную роль, у нас есть доказательства того, что этого недостаточно. Наше исследование показывает, что разрывы и пересоединения магнитных силовых линий на Солнце являются основным источником большей части энергии».

Профессор Рамеш считает, что эти данные «представляют собой важный ориентир» для будущих исследований потенциальных механизмов генерации энергии в атмосфере Солнца.

«Я считаю, что они помогут ответить на фундаментальные вопросы физики, которые в настоящее время противоречат логике», — заключил он.