Сонячна корона нагріта набагато сильніше, ніж ті шари атмосфери Сонця, що розташовані під нею. Головним механізмом, який дозволяє їй так сильно нагріватися, є кінетичні хвилі Альвена. Нещодавно вчені змогли дослідити, як конкретно вони сприяють перерозподілу енергії у плазмі.
Гаряча сонячна корона
Сонячна корона — це найбільш зовнішні шари атмосфери нашого світила — ті самі промені, які добре видно під час затемнення. Вона простягається від поверхні зорі на відстань до 8 млн км і при цьому неймовірно гаряча. Її температура може сягати мільйона градусів.
Проте головна загадка полягає не в цьому, а в тому, що шари, які лежать нижче і які вчені зазвичай називають поверхнею Сонця, насправді значно холодніші — «усього» 6500°С. Нещодавно Саєд Аяз, аспірант з університету Алабами, опублікував дослідження, в якому зміг достатньо докладно розповісти, як таке може бути.
Перевіреної теорії щодо того, як енергія може перетікати від холоднішого тіла до гарячішого, у вчених немає. Проте вже достатньо давно головним кандидатом на нагрів сонячної корони є кінетичні хвилі Альвена.
Що встановило дослідження
У новому дослідженні молодий науковець сконцентрувався на вивченні того, як кінетичні хвилі Альвена розповсюджуються у середовищі зовнішніх шарів Сонця. У своїй роботі він спирався на дані про поведінку в цих регіонах магнітних полів та заряджених частинок, зібрані супутниками Viking та Freja.
Кінетичні хвилі Альвена виникають під дією потоків у плазмі Сонця. Вони являють собою коливання іонів, що виходять у фотосферу і там розсіюються, передаючи при цьому енергію. І тепер вчені знають, як це можна зробити, навіть якщо середовище розігріте до неймовірних температур.
Причиною його є явище, відоме як затухання Ландау. Коли хвиля поширюється у просторі, то її коливання відбуваються з певною швидкістю. Заряджені частинки у короні Сонця також мають власну швидкість, і вона дуже висока, адже їхня кінетична енергія пропорційна до температури.
Якщо ці дві швидкості рівні й частинка та хвиля перебувають поруч, то виникає резонанс. Друга передає першій енергію навіть без прямого зіткнення. А оскільки частота коливань кінетичних хвиль Альвена велика, вони здатні розганяти електрони у плазмі навіть тоді, коли ті самі переповнені енергією. З нового дослідження стало зрозуміло, що саме таким чином вони дуже швидко розсіюються у зовнішніх шарах, суттєво впливаючи на їхню динаміку.
За матеріалами phys.org
