Ученые раскрыли природу загадочных "огненных торнадо" на Солнце

Необычные плазменные торнадо, открытые на поверхности Солнца пять лет назад, оказались не похожими на земные вихри — их первые трехмерные фотографии показали, что они стоят на месте, а не вращаются. Об этом заявили ученые во время выступления на Европейской недели астрономии и науки в британском Ливерпуле. 

"Мы выяснили, что внешность этих торнадо обманчива. На самом деле, магнитное поле в них вытянуто не вертикальным образом, как мы предполагали, а горизонтально, и плазма движется  в основном в том же направлении. Эти структуры превратились в "торнадо" на снимках SDO из-за искажений, связанных с тем, под каким углом мы на них смотрим", — заявил Николас Лабросс (Nicholas Labross) из университета Глазго (Шотландия).

Высокая температура короны — самого верхнего слоя солнечной атмосферы — до сих пор остается загадкой для астрофизиков. Нижележащие слои Солнца — хромосфера и фотосфера — разогреты до температуры десять тысяч градусов Кельвина. В пограничном слое между короной и фотосферой толщиной в несколько километров эта температура увеличивается в сотни тысяч раз и достигает миллионов градусов Кельвина.

Полноценное объяснение этого феномена, не вызывающего сомнений у большинства ученых, пока не существует. Многие астрономы считают, что атмосфера Солнца разогревается мощными выбросами плазмы и вспышками, периодически происходящими на его поверхности в тех точках, где возникают протуберанцы и их младшие "сестры"-спикулы, однако однозначных свидетельств этого так и не было найдено.

Первые намеки на механизм разогрева короны, как рассказывает Лабросс, были найдены, как тогда считали ученые, в марте 2012 года камерами зонда SDO, изучающими корону светила с февраля 2010 года.

Изучая основания окрестностей протуберанцев, британские астрономы смогли найти несколько гигантских магнитных структур, похожих по форме на торнадо. Эти огненные вихри, в которых материя двигалась со скоростью в 300 тысяч километров в час, не стояли на месте, а "гуляли" по поверхности светила,  поднимая материю из его недр в короносферу по спиральной траектории.

Это движение, напоминавшее то, как воздух движется внутри земных ураганов, ученые чуть позже посчитали одним из основных механизмов разогрева и разгона материи короны Солнца, с чем, однако, были не согласны многие другие астрофизики. Лабросс и его коллеги нашли первые доказательства того, что это действительно не так, создав первую трехмерную карту этих плазменных "торнадо".

Для этого ученые воспользовались тем, что любая быстро движущаяся материя, излучающая свет, будет выглядеть несколько по-разному при движении в нашу сторону и от нас. В соответствии с этим принципом, который физики называют "эффектом Доплера", в первом случае она будет казаться нам более "синей", а во втором – более "красной".

Камеры SDO нельзя использовать для замеров спектра Солнца с высокой точностью, и поэтому Лабросс и его команде пришлось объединить снимки с зонда НАСА с данными, которые были получены в то же время при помощи японского орбитального телескопа "Хинодэ", обладающего сверхчувствительными спектрометрами.

Измеряя силу эффекта Доплера в разных частях солнечных "торнадо", ученые неожиданно обнаружили, что они выглядят совсем не так, какими они себе их представляли по снимкам с SDO. Оказалось, что раскаленная плазма движется в них не вверх по спирали, а по кругу, фактически оставаясь на одной и той же высоте относительно поверхности светила.

Подобная манера движения плазмы, как объясняют астрофизики, говорит о том, что эти структуры похожи по своей реальной форме не на торнадо, а на толстые нитки или "волосы", ничем не отличающиеся по устройству от обычных протуберанцев. Иными словами, никаких торнадо на Солнце нет, и они не могут участвовать в разогреве короны, что возвращает ученых к этой загадке, заключает Лабросс.