Физики приблизились к разгадке тайны: почему корона Солнца более горячая, чем его поверхность

Ученые изучили потенциально важную роль кинетических альвеновских волн в повышении температуры короны Солнца. Таким образом физики стали на шаг ближе к разгадке давней тайны: почему верхняя часть атмосферы нашей звезды во много раз более горячая, чем ее поверхность. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal, пишет Phys.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Корона Солнца, или верхняя часть атмосферы нашей звезды, простирается далеко за пределы видимого диска Солнца на расстояние примерно 8 млн км от его поверхности. Почти 70 лет астрофизики пытаются выяснить, почему корона имеет чрезвычайно высокую температуру (более 1 млн градусов Цельсия), намного превышающую температуру поверхности Солнца (6500 градусов Цельсия).

Кинетические альвеновские волны (КАВ) представляют собой колебания ионов и магнитного поля при их движении через солнечную плазму. Волны образуются в результате движений в фотосфере, внешней оболочке Солнца, которая излучает видимый свет.

По словам физиков, они сосредоточили свое исследование на нагреве и обмене энергией, которые обеспечивают КАВ. Эти волны способны переносить энергию и могут способствовать нагреву короны Солнца во время их распространения в космосе. Благодаря этим свойствам волны обеспечивают критический механизм передачи энергии, важный для понимания обмена энергией между электромагнитными полями и частицами плазмы.

Ученые считают, что КАВ способны поддерживать параллельные колебания электрического и магнитного полей, что обеспечивает передачу энергии между волновым полем и частицами плазмы с помощью такого явления, как затухание Ландау. Физики изучили механизм взаимодействия Ландау, который возникает, когда частицы, которые двигаются параллельно волне имеют скорость, сравнимую с фазовой скоростью волны. Когда частицы взаимодействуют с волной, они получают или теряют энергию, то есть находятся в резонансном состоянии.

Результаты исследования показывают, что КАВ быстро рассеиваются и полностью передают свою энергию частицам плазмы в виде тепла.

Физики считают, что лучшими кандидатами на роль нагревателя солнечной короны являются КАВ и именно они регулируют ее температуру. В частности, предполагается, что электромагнитная энергия волн, взаимодействующая с частицами, преобразуется в тепло в процессе затухания волн при движении.

Пока что это одно из вероятных решений давней загадки, над которой ломают голову астрофизики уже много лет.

Как уже писал Фокус, физики подтвердили несоответствие между наблюдениями Вселенной и теоретическими предсказаниями о ее структуре. Они обнаружили следы водорода, указывающего на темную материю и наличие либо неизвестной частицы, либо новой физики.

Также Фокус писал о том, что ученые использовали зарисовки астронома Иоганна Кеплера, чтобы лучше понять некоторые загадочные явления на Солнце.