Являются ли магнитные дуги солнца оптической иллюзией?

В предельном ультрафиолетовом свете Солнце напоминает смятый клубок пряжи. Его поверхность в изобилии покрыта гигантскими лучистыми дугами, известными как корональные петли, парящие в солнечной короне, или внешней атмосфере. Корональные петли считаются основополагающими для работы Солнца. Представление о том, как они формируются, изменяются и перемещаются, является одной из ключевых целей для понимания нашей ближайшей звезды.

По крайней мере, так считали исследователи в течение долгого времени. Физик Солнца Анна Маланушенко и ее коллеги утверждают, что некоторые корональные петли могут быть не тем, чем кажутся. Есть вероятность, что они представляют собой оптические иллюзии, созданные складками или морщинами в гораздо более крупных «листах» солнечного материала, которые учёные называют корональными завесами.

С тех пор как в конце 60-х годов были получены первые изображения корональных петель, ученые строили гипотезы о том, какой может быть их трехмерная структура. Традиционная модель рассматривала их как магнитные «трубы», образованные линиями магнитного поля Солнца. Сами трубки невидимы; мы улавливаем яркий солнечный материал, который течет по ним, как вода по садовому шлангу. Эта модель «садового шланга» корональных петель хорошо согласуется с известной физикой, и не было причин сомневаться в ней, по крайней мере, поначалу. Но со временем стали накапливаться наблюдения, которые не вписывались в эту модель.

Что-то не сходилось, и Маланушенко начала сомневаться в самих наблюдениях. В конце концов, корона Солнца «оптически тонкая», или полупрозрачная, как туман или дым. Она хотела понять, какие оптические фокусы могут происходить в такой среде.

Маланушенко решила смоделировать процесс наблюдения корональных петель с помощью компьютера. Она использовала 3D-симуляцию Солнца, которая первоначально использовалась для изучения вспышек, а затем написала программу для «наблюдения». Она запустила симуляцию, и ее программа сделала двухмерные «снимки» Солнца, подобно тому, как телескопы дают нам реальные двухмерные снимки Солнца. Конечно, на кадрах были видны яркие дуги - искусственные корональные петли на смоделированном Солнце.

Но в отличие от реального Солнца, Маланушенко могла приостановить симуляцию Солнца и посмотреть на трехмерные структуры за ними.

«У меня нет слов, это образование похоже на облака дыма, или, может быть, на вуаль, или на смятые занавески», - говорит физик.

Она создала простую модель, чтобы проиллюстрировать, как вуаль может создавать иллюзию корональных петель. Тень, созданная на стене, представляет собой двухмерное изображение, которое мы видим в солнечные телескопы. Складки и морщины вуали создают узор из более темных и более светлых нитей, в чем-то похожий на изображение, создаваемое настоящими трубообразными нитями.

«Но многие из нитей, которые можно увидеть, — это просто эффект проекции. Они не настоящие», - заявляет Анна Маланушенко.

Учёные поспешили уточнить, что не все корональные петли являются зрительными иллюзиями. Было много случаев, когда структуры, похожие на садовые шланги, действительно образовывались, даже в симуляции, которую изучала Маланушенко.