Почему корона Солнца такая горячая?

Солнечная корона, невидимая человеческому глазу, за исключением момента, когда на короткое время появляется как плазменное гало во время солнечного затмения, остается загадкой даже для ученых, которые ее изучает.  Расположенная в 2000 км от поверхности звезды, корона более чем в 100 раз горячее нижних слоев, которые находятся намного ближе к термоядерному реактору в ядре Солнца.

Команда физиков под руководством Грегори Флейшмана из Технологического института Нью-Джерси (США) недавно раскрыла феномен, который поможет узнать, какие физические механизмы нагревают верхнюю атмосферу до 500 тысяч градусов Цельсия и выше.

Обсерватория солнечной динамики НАСА обнаружила области в короне, где был повышен уровень ионов тяжелых металлов, — трубки магнитных потоков.

Их яркие изображения, сделанные в экстремальном коротковолновом ультрафиолетовом диапазоне, показывают, что концентрация заряженных металлов в 5 и более раз выше, чем концентрация одноэлектронных ионов водорода в фотосфере.

Ионы железа расположены в так называемых «ионных ловушках», которые находятся у основания корональных петель, арок из электрифицированной плазмы, управляемой линиями магнитных полей. Существование этих «ловушек» означает, что есть высокоэнергетичные корональные петли, лишенные ионов железа, которые, таким образом, не были выявлены в экстремальном ультрафиолетовом световом диапазоне. Только ионы металлов производят выбросы, которые делают их видимыми.

Наблюдения предполагают, что корона может содержать еще больше тепловой энергии, чем показывают исследования в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне.

Есть различные теории, которые объясняют палящую жару короны. Например, некоторые ученые предполагают, что линии магнитного поля соединяются в верхней атмосфере и выбрасывают взрывную. энергию. Энергетические волны попадают в корону, где превращаются в тепловую энергию.

Ученые отмечают, что до того, как выяснить, каким образом производится энергия в короне, надо составить ее карту и количественно оценить тепловой состав.

Ионы металла входят в корону, когда солнечные вспышки разного размера разрушают «ловушки» и они испаряются в петле потока в верхней атмосфере.

Выбросы энергии в солнечных вспышках и сопутствующих формах взрывов происходят, когда линии магнитного поля с их мощными нижележащими электрическими потоками изгибаются. Сильнейшие из взрывов становятся причиной космической погоды — радиации, энергетических частиц и магнитного поля, которые выбрасывает поверхность Солнца.

Сейчас ученые могут делать измерения векторов фотосферного магнитного поля, из которых вычисляется вертикальная составляющая электрических потоков и одновременно подсчитываются выбросы экстремальной ультрафиолетовой радиации, которые производят тяжелые ионы.

Ученые из Солнечной обсерватории «Большой медведь» при Технологическом институте Нью-Джерси сделали первые изображения в высоком разрешении магнитных полей и потоков плазмы, которые зародились глубоко под поверхностью Солнца. Благодаря снимкам исследователям удалось отследить эволюцию солнечных пятен и магнитных течений от появления в хромосфере до их зрелищного появления в короне как пылающих петель.

Выбросы экстремального ультрафиолета могут наблюдаться только из космоса. Обсерватория солнечной динамики на борту космического аппарата, запущенного в 2010 году измеряет и магнитное поле, и выбросы экстремального ультрафиолета со всего Солнца.

Выводы о температурной структуре короны и о том, позволяет ли она Солнцу передавать больше тепла в Солнечную систему, — предмет будущих исследований, говорят ученые.