Почему солнечный ветер такой горячий? Из-за костров на Солнце

Физики из Университетского колледжа Лондона (UCL) создали серию компьютерных моделей, позволивших объяснить высокую температуру солнечного ветра на подходе к Земле. Результаты исследования опубликованы в Journal of Plasma Physics.

Солнечный ветер — поток заряженных частиц, непрерывно летящих от Солнца через солнечную систему. Если солнечный ветер особенно силен и переходит в солнечный шторм, это может вызвать проблемы в работе спутников, мобильных телефонов, транспорта и электрических сетей. Уверенное прогнозирование солнечных штормов – чрезвычайно актуальная задача, не решенная сегодня в полной мере.

Солнечный ветер покидает внешнюю атмосферу Солнца, имея температуру в миллион градусов Цельсия, остывая до 200 тысяч градусов а к тому времени, когда он достигает Земли. Но расчеты, основанные на ожидаемых космических условиях, предсказывают температуру в десять раз меньшую, в 20 тыс°C.

Новое моделирование разрешило эту загадку, показав, что частицы солнечного ветра аккумулируют и удерживают тепло благодаря магнитным турбулентностям, во многом сходным с процессами, вызывающими вспышки и извержения на поверхности Солнца, уже получившие название «солнечных костров».

Ядерные реакции, идущие внутри Солнца, запускают конвекционные процессы. Это вызывает неравномерные колебания потоков частиц плазмы, выстроившихся по силовым линиям солнечного магнитного поля. Взаимодействия колебаний разной частоты и амплитуды порождают ряд волновых явлений, в частности, стоячие волны, а также резонансы. Кроме того, часть потоков частиц, сформированных силовыми линиями, разрывается, образуя турбулентности, что усложняет картину еще больше.

В результате образуются флуктуации — области с резкими изменениями направления магнитного поля. Потоки частиц, сформированных основным магнитным полем, попадая в эти области, способны получать дополнительную энергию, что вызывает резкое повышение их температуры.

Такие процессы, обладая некоторой инертностью, продолжаются, затухая, и в солнечном ветре по пути к Земле. Это и вызывает повышение температуры некоторой части частиц, составляющих солнечный ветер.

Лучшее понимание механизма повышения температуры солнечных ветров может помочь точнее предсказывать солнечные штормы. Чтобы подтвердить верность своей модели исследователи сопоставят ее выводы с данными, собранными последней миссией Европейского космического агентства (ESA), Solar Orbiter.

Эксперименты NASA по изучению солнечного ветра окрасят небо над Восточным побережьем США в зеленый и фиолетовый цвета

По материалам The Daily Mail

Читайте также:

Костры на Солнце – ключ к большой солнечной тайне

Зонд Parker Solar Probe заснял солнечный ветер