Міжнародна група геліофізиків, серед яких науковці з Нортумбрійського університету в Ньюкасл-апон-Тайні (Велика Британія), дослідники з Пекінського університету в Китаї та Національного центру атмосферних досліджень (National Center for Atmospheric Research, NCAR) США, нещодавно вперше виміряла глобальне магнітне поле зовнішнього шару атмосфери Сонця — корони. Результати дослідження оприлюднив журнал Science.
Науковці використали спостережні дані, отримані за допомогою Коронального багатоканального поляриметра (Coronal Multi-channel Polarimeter, CoMP). Цей інструмент вимірює інфрачервоне випромінювання, що надходить з атмосфери Сонця.
Мапа напруженості магнітного поля сонячної корони, накладена на її зображення, зроблене приладом Atmospheric Imaging Assembly, який встановлено на облавку Обсерваторії сонячної динаміки. Фото з сайту https://phys.org.
Сонце — зоря з магнітним полем. Йому належить вирішальна роль у формуванні сонячної атмосфери. Магнітне поле спричиняє поведінку Сонця, що приводить до 11-річного циклу його активності, разючих вивержень та нагрівання гарячого газу (плазми) в сонячній короні до мільйонів градусів Цельсія.
Магнітне поле пронизує різні шари атмосфери Сонця. Тому інформація про магнітне поле атмосфери, як цілого, потрібна для розуміння взаємозв’язку між ним і сонячною плазмою. Однак досі астрономи вимірювали магнітне поле лише на поверхні нашої зорі (шар атмосфери Сонця, відомий як фотосфера).
Хоча вже минуло понад 100 років з моменту першого вимірювання магнітного поля Сонця, ми все ще не маємо точних знань про магнітне поле у верхній сонячній атмосфері, особливо в короні. Для вимірювання магнітного поля в короні більше 20 років тому була запропонована методика під назвою магнітосейсмологія. Цей метод використовує магнітні хвилі, відомі як хвилі Альфвена, які можна спостерігати у процесі їх поширення в магнітному полі.
Лінії напруженості магнітного поля в сонячні короні, отримані в моделі PFSS (Potential Field Source Surface Model). Ця модель описує магнітне поле сонячної корони на основі даних спостережень (магнітограм) поля в фотосфері. Фото з сайту https://phys.org.
Важливо, що швидкість, з якою поширюються хвилі, залежить від сили магнітного поля. Тобто, визначивши швидкість поширення, можна оцінити значення магнітного поля. Доктор Річард Мортон (Richard Morton), експерт світового рівня у спостереженні та аналізі хвиль в короні Сонця, який працює в Нортумбрійському університеті, входив до складу групи науковців, яка дала ці захопливі результати.
Доктор Мортон упродовж багатьох років працював з даними від приладу CoMP і є прихильником їх використання для вивчення магнітного поля Сонця. Він пояснив: «Дані, зібрані за допомогою CoMP, вказують на те, що корона Сонця наповнена хвилями Альфвена і цей прилад дає нам змогу їх найкраще реєструвати».
Нинішнє дослідження ґрунтується на попередніх роботах доктора Мортона. «Я вважаю, що це хороша демонстрація того, як ми можемо використовувати хвилі Альфвена для дослідження властивостей Сонця», — додав він, зазначивши, що «процес схожий на те, як сейсмологи використовують землетруси, щоб з’ясувати будову надр Землі».
Отже, загальну мапу магнітного поля сонячної корони уперше отримали за допомогою прямих її спостережень. Це суттєвий прогрес у вирішенні проблеми вимірювань магнітного поля корони. У принципі, за допомогою цієї методики загальні мапи магнітних полів корони тепер можна отримувати регулярно, заповнюючи прогалину у вимірюваннях глобального магнетизму Сонця. Разом з виміряними одночасно магнітними полями на поверхні Сонця, ці оглядові корональні магнітограми надаватимуть важливу інформацію для кращого розуміння того, як магнітне поле поєднує різні шари атмосфери Сонця. А також для виявлення фізичних процесів, що відповідають за виверження речовини з поверхні Сонця та його цикл активності.
За інф. з сайту https://phys.org підготував Іван Крячко
