Астрофизики Гавайского университета неожиданно разгадали тайну… солнечного дождя

Солнце — это не просто раскаленный газовый шар. Это еще и постоянно меняющийся и часто непредсказуемый мир, где происходят процессы, бросающие вызов нашему пониманию физики. И одно из самых загадочных явлений — солнечный… дождь. Он не имеет ничего общего с земными осадками, но его открытие и изучение в корне меняет представления о нашей звезде.

Секрет раскаленного ливня

В отличие от Земли, где дождь состоит из воды, на Солнце он представляет собой потоки плазмы. Этот феномен происходит в короне — внешней атмосфере звезды, состоящей из перегретой плазмы с температурой в миллионы градусов. Сам же «дождь» — это относительно холодные и плотные сгустки плазмы, которые, образуясь на огромной высоте, с невероятной скоростью обрушиваются обратно на солнечную поверхность.



Десятилетия для ученых главной загадкой была скорость этого процесса. Ученые долго бились над нестыковкой. Созданные ими компьютерные модели показывали, что для образования коронального дождя требуется долгий, постепенный нагрев плазмы. Словом, процесс, растянутый на многие часы.

Однако реальные наблюдения за Солнцем постоянно показывали обратное: мощные вспышки, во время которых и идет этот дождь, длятся всего несколько минут. А модели никак не могли объяснить, почему все так быстро происходит. Явно был упущен какой-то ключевой момент в расчетах.

Если прибегать к аналогиям, то астрономы были похожи на пекаря, пытающегося рассказать, как он сделал за минуту торт, который по рецепту надо готовить как минимум час.

Научный прорыв

Разгадку этой интригующей тайны нашли исследователи из Института астрономии Гавайского университета (IfA). Аспирант Люк Бенавиц и его научный руководитель, астроном Джеффри Рип, совершили открытие, которое, возможно, заставит переписать учебники по астрофизике. Их работа, опубликованная в Astrophysical Journal, указала на упускаемый десятилетиями очень важный элемент в моделях Солнца. А именно переменный химический состав нашей звезды.


— пояснил Бенавиц.

Это объяснило, почему корональный дождь может образовываться так быстро во время кратковременных, но мощных вспышек. Изменение состава плазмы напрямую влияет на то, как быстро она остывает и конденсируется в те самые плотные сгустки.

За рамками «дождя»

Данное открытие имеют далекоидущие последствия. Оно не только решает проблему скорости, но и ставит под сомнение фундаментальные допущения, используемые в гелиофизике на протяжении десятилетий.


— Джеффри Рип.

Теперь ученые знают: содержание химических элементов в атмосфере Солнца просто обязано меняться с течением времени. Это открывает путь к ответам на гораздо более широкий круг вопросов. Оно заставляет исследователей переосмыслить поведение внешних слоев Солнца и движение энергии в его атмосфере. Более точные модели, учитывающие эту изменчивость, позволят яснее понимать и прогнозировать, как будет вести себя Солнце во время вспышек.



А это, в свою очередь, напрямую связано с нашей жизнью на Земле. Солнечные вспышки и выбросы корональной массы являются основными факторами, определяющими космическую погоду. А от нее, в свою очередь, зависит работа спутников, систем связи, навигации и даже энергетических сетей на нашей планете. Более глубокое понимание механизмов, происходящих в короне, — это шаг к созданию надежных систем прогнозирования космической погоды, которые однажды смогут предупреждать нас о солнечных бурях заблаговременно.

Интересный факт: Корона — одна из самых больших загадок Солнца. Ее температура достигает 1-3 миллионов градусов Цельсия, в то время как видимая поверхность Солнца (фотосфера) имеет температуру около 5500 градусов.

Почему внешняя атмосфера звезды в сотни раз горячее ее поверхности (проблема нагрева короны), ученые пока не знают. Поэтому открытие, связанное с корональным дождем, вносит важную лепту в решение данной космической загадки.