Ученый ведет международную команду к раскрытию 60-летней тайны магнитных волн Солнца

Ученый ведет международную команду к раскрытию 60-летней тайны магнитных волн Солнца

Более 60 лет наблюдения Солнца показали, что по мере того, как магнитные волны покидают внутренние районы Солнца, они становятся все более мощными, но до сих пор не было надежных данных наблюдений, объясняющих, почему это произошло.

Высокая температура короны также всегда была загадкой. Обычно, чем ближе мы к источнику тепла, тем теплее мы себя чувствуем. Однако это противоположно тому, что происходит на Солнце — его внешние слои теплее, чем источник тепла на его поверхности.

Ученые давно признали, что магнитные волны направляют энергию из огромного внутреннего энергетического резервуара Солнца, который питается от ядерного синтеза, во внешние регионы его атмосферы. Поэтому понимание того, как волновое движение генерируется и распространяется по Солнцу, имеет огромное значение для исследователей.

В состав возглавляемой Королевой группы вошли 13 ученых из пяти стран и 11 научно-исследовательских институтов.

Эксперты сформировали консорциум под названием «Волны в нижней солнечной атмосфере (WaLSA)» для проведения исследований и использовали передовые наблюдения с высоким разрешением на солнечном телескопе Национального научного фонда в Нью-Мексико для изучения волн.

Доктор Дэвид Джесс из Школы математики и физики при Королевском университете возглавлял группу экспертов. Он объясняет: «Это новое понимание волнового движения может помочь ученым раскрыть недостающую часть головоломки о том, почему внешние слои Солнца горячее, чем его поверхность, несмотря на то, что они находятся дальше от источника тепла.

«Разбив свет Солнца на основные цвета, мы смогли изучить поведение определенных элементов периодической таблицы в атмосфере, включая кремний (образующийся вблизи поверхности Солнца), кальций и гелий (образующиеся в хромосфере, где наиболее заметно усиление волн).

«Вариации в элементах позволили раскрыть скорость солнечной плазмы. Время, в течение которого они развиваются, было сравнительно небольшим, что позволило записать частоты волн Солнца. Это похоже на то, как сложный музыкальный ансамбль деконструируется на основные ноты и частоты, визуализируя свою музыкальную партитуру».

Затем группа использовала суперкомпьютеры для анализа данных с помощью симуляторов. Они обнаружили, что процесс усиления волн можно отнести на счет образования «акустического резонатора», где значительные изменения температуры между поверхностью Солнца и его внешней короной создают границы, частично отражающие и действующие для захвата волн, что позволяет им усиливать и резко возрастать в силе.

Эксперты также установили, что толщина резонансной полости — расстояние между значительными изменениями температуры — является одним из основных факторов, определяющих характеристики обнаруженного волнового движения.

Доктор Джесс комментирует: «Эффект, который мы обнаружили в ходе исследования, похож на то, как акустическая гитара изменяет звук, который она издает через форму своего полого тела. Если подумать об этой аналогии, то можно увидеть, как волны, захваченные Солнцем, могут расти и изменяться, выходя из его поверхности и двигаясь в сторону внешних слоев и экстерьера».

Доктор Бен Сноу из Университета Эксетера и соавтор исследования, сказал: «Это исследование открывает путь к новому пониманию тайны, окружающей магнитные волны Солнца. Это важный шаг на пути к объяснению проблемы нагрева короны — где температура в нескольких тысячах километров от поверхности намного больше, чем у самого источника тепла».

Популярные материалы