Зонд Parker раскрыл механизм нагрева короны Солнца и солнечного ветра

Представьте костёр, у которого теплее не в самом огне, а в метре от него. Абсурд? Но именно такой парадокс астрономы видят в атмосфере Солнца. Поверхность звезды нагрета до 5500 °C, а её корона достигает миллионов градусов. Как звезде удаётся так разогреть внешние слои — загадка, мучившая учёных десятилетиями.

К ней добавлялся и другой вопрос: что разгоняет солнечный ветер — поток заряженных частиц — до космических скоростей, уносящих их на миллиарды километров?

И, похоже, ответ наконец найден.

Космический "камикадзе": зонд Parker

Долгое время Солнце изучали с безопасного расстояния. Это всё равно что слушать рёв двигателя и пытаться понять, как он устроен. Ситуацию изменил зонд Parker. Его задача — пролететь сквозь раскалённую корону, собрав данные, которые невозможно получить с Земли.

Именно благодаря этим уникальным измерениям исследователи впервые напрямую зафиксировали загадочный эффект — "спиральный барьер".

Турбулентность и "закрученность"

Чтобы понять открытие, нужно вспомнить, что такое турбулентность. Быстрая река не течёт гладко — её потоки полны вихрей. В плазме Солнца ситуация похожа: мощные колебания создают завихрения, которые должны превращать энергию движения в тепло.

Но в разреженной солнечной короне классические модели не работали. Тут и проявился новый фактор — спиральность, или "закрученность". Когда вихри становятся однонаправленными, они перестают взаимодействовать друг с другом и образуют барьер, блокирующий обычный каскад. Энергия оказывается "запертой".

Что делает энергия, когда выхода нет

Запертая энергия ищет иной путь и превращается в тепло необычным образом. Именно это объясняет, почему протоны солнечного ветра оказываются горячее электронов.

Таким образом решаются сразу две загадки:

• Нагрев короны — энергия барьера раскаляет плазму до миллионов градусов.
• Разгон солнечного ветра — та же энергия придаёт частицам ускорение до сотен километров в секунду.

Значение открытия

Этот процесс не уникален для Солнца. Горячая разреженная плазма распространена во всей Вселенной: в туманностях, дисках чёрных дыр и атмосферах звёзд. Солнце стало естественной лабораторией для понимания глобальных космических процессов.

Но есть и практическая польза: изучая солнечный ветер, мы получаем шанс точнее прогнозировать магнитные бури и вспышки, которые могут повредить спутники, системы связи и электросети на Земле.

Уточнения

Турбуле́нтность устар. турбуле́нция (от лат. turbulentus - бурный, беспорядочный), турбуле́нтное тече́ние - явление, когда при увеличении скорости течения жидкости (или газа) образуются нелинейные фрактальные волны.