Надзвичайно гарячий зовнішній шар атмосфери Сонця, корона, має зовсім інший хімічний склад, ніж холодніші внутрішні шари, і причина цього бентежить науковців десятиліттями. Одне з пояснень полягає в тому, що в середньому шарі (хромосфері) магнітні хвилі спричиняють розподіл сонячної плазми на різні компоненти. У корону проникають лише іони, а нейтральні частинки залишаються в нижчому шарі. Цей процес приводить до накопичення таких елементів, як залізо, кремній та магній у зовнішній атмосфері нашої зорі.
У новому дослідженні, результати якого оприлюднив The Astrophysical Journal, науковці використали спостережні дані, отримані за допомогою сонячного телескопа Данна в Нью-Мексико (США) та космічної сонячної обсерваторії Hinode і Обсерваторії сонячної динаміки NASA, щоб виявити зв’язок між магнітними хвилями в хромосфері та ділянками корони з великою кількістю іонізованих частинок.
Навколоземна сонячна обсерваторія Hinode («Світанок»), якою управляє Агентство аерокосмічних досліджень Японії (Japan Aerospace eXploration Agency, JAXA). Фото з сайту JAXA.
Головний автор дослідження доктор Дебора Бейкер (Deborah Baker) з кафедри космосу та кліматології Університетського коледжу Лондона (UCL Space & Climate Physics) зазначила: «Різний хімічний склад внутрішнього та зовнішнього шарів атмосфери Сонця вперше виявили понад 50 років тому. Ця загадка досі є одним з невирішених питань в астрофізиці. Відмінність в складі дивовижна, зважаючи на те, що шари фізично пов’язані, а речовина в корону потрапляє з фотосфери. Тепер, завдяки унікальній комбінації наземних і космічних спостережень за сонячною атмосферою, виконаних майже одночасно, вдалося остаточно виявити магнітні хвилі в хромосфері і пов’язати їх з великою кількістю елементів у короні яких немає у внутрішній атмосфері Сонця».
«Визначення процесів, що формують корону, має вирішальне значення, адже ми намагаємося краще зрозуміти сонячний вітер — потік заряджених частинок, що витікає від Сонця і може пошкодити космічні апарати та інфраструктуру на Землі. Наші нові відкриття дають змогу аналізувати сонячний вітер і з’ясувати його джерело в атмосфері Сонця», — сказала Бейкер.
Теорію про існування магнітних хвиль — електромагнітних хвиль у плазмі та коливань іонів, що рухаються в певному напрямку, — вперше було висунуто в 1942 р. Згідно з нинішніми уявленнями ці хвилі виникають внаслідок того, що в короні щосекунди трапляються мільйони наноспалахів чи міні-спалахів.
Група науковців, виконуючи дослідження, простежила напрямок хвиль, моделюючи діапазон магнітних полів, і виявила, що хвилі, які відбиваються в хромосфері, ймовірно, магнітно пов’язані з ділянками корони з великою кількістю іонізованих частинок.
Доктор Марко Станґаліні (Marco Stangalini) з Італійського космічного агентства і Національного інституту астрофізики (Рим), учасник дослідження, зазначив: «Різниця в хімічному складі між надрами, фотосферою та короною є особливістю не лише Сонця, але й інших зір. А тому, спостерігаючи за нашою локальною лабораторією, Сонцем, ми можемо в цілому покращити розуміння Всесвіту».
Дослідники вважають, що їхні результати створюють основу для майбутніх досліджень, зокрема на підставі даних від космічного зонда Solar Orbiter — місії Європейського космічного агентства, яка має отримати знімки Сонця з великою просторовою роздільною здатністю. Космічний апарат, що стартував у лютому минулого року, оснащений приладами, які були запропоновані, розроблені та побудовані в Університетському коледжі Лондона.
За інф. з сайту https://phys.org підготував Іван Крячко
