Солнечная корона нагрета гораздо сильнее, чем те слои атмосферы Солнца, что расположены под ней. Главным механизмом, который позволяет ей так сильно нагреваться, являются кинетические волны Альвена. Недавно ученые смогли исследовать, как конкретно они способствуют перераспределению энергии в плазме.
Горячая солнечная корона
Солнечная корона — это самые внешние слои атмосферы нашего светила — те же лучи, которые хорошо видны во время затмения. Она простирается от поверхности звезды на расстояние до 8 млн км и при этом невероятно горячая. Ее температура может достигать миллиона градусов.
Однако главная загадка заключается не в этом, а в том, что лежащие ниже слои, которые ученые обычно называют поверхностью Солнца, на самом деле значительно холоднее — «всего» 6500°С. Недавно Сайeд Аяз, аспирант из университета Алабамы, опубликовал исследование, в котором смог достаточно подробно рассказать, как такое может быть.
Проверенной теории относительно того, как энергия может перетекать от более холодного тела к более горячему, у ученых нет. Однако уже достаточно давно главным кандидатом на нагрев солнечной короны являются кинетические волны Альвена.
Что установило исследование
В новой работе молодой ученый сконцентрировался на исследовании того, как кинетические волны Альвена распространяются в среде внешних слоев Солнца. Он опирался на данные о поведении в этих регионах магнитных полей и заряженных частиц, собранных спутниками Viking и Freja.
Кинетические волны Альвена возникают под действием потоков в плазме Солнца. Они представляют собой колебания ионов, которые выходят в фотосферу и там рассеиваются, передавая при этом энергию. И теперь ученые знают, как это можно сделать, даже если среда разогрета до невероятных температур.
Причиной его является явление, известное как затухание Ландау. Когда волна распространяется в пространстве, ее колебания происходят с определенной скоростью. Заряженные частицы в короне Солнца также имеют собственную скорость, и она очень высокая, ведь их кинетическая энергия пропорциональна температуре.
Если эти две скорости равны и частица и волна находятся рядом, то возникает резонанс. Вторая передает первой энергию даже без прямого столкновения. А поскольку частота колебаний кинетических волн Альвена большая, они способны разгонять электроны в плазме даже тогда, когда те сами переполнены энергией. Новое исследование показало, что именно таким образом они быстро рассеиваются во внешних слоях, существенно влияя на их динамику.
По материалам phys.org
