Пробивът разкрива 80-годишна мистерия - защо външната атмосфера е милиони градуси по-гореща от повърхността

Учени постигнаха пробив в слънчевата физика, като за първи път наблюдаха директно неуловимите вълни на Алфвен в короната на Слънцето. Откритието, публикувано днес в престижното научно списание "Nature Astronomy", разкрива как външната атмосфера на нашата звезда се нагрява до милиони градуси, докато повърхността й е само около 5500 градуса по Целзий.

Търсене, продължило осем десетилетия

Вълните на Алфвен са магнитни колебания, възникващи при взаимодействието между йоните на слънчевата плазма и магнитното поле. Кръстени на шведския физик и нобелов лауреат Ханес Алфвен, който предсказа съществуването им през 1942 година, тези вълни са се оказали изключително трудни за наблюдение.

"Това откритие слага край на продължителното търсене на тези вълни, което започна още през 40-те години на миналия век", заяви професор Ричард Мортън от Университета на Нортумбрия във Великобритания, ръководител на изследването.

Астрономите вече са откриали косвени доказателства за вълните на Алфвен и са наблюдавали по-големи изолирани версии при слънчеви изригвания. Но това е първият път, когато малките торсионни вълни, които са постоянно налични и могат непрекъснато да захранват короната с енергия, са регистрирани директно.

Най-мощният телескоп разкрива невидимото

Откритието стана възможно благодарение на телескопа "Даниел К. Иноуе" на Националната научна фондация на САЩ в Хавай - най-мощният слънчев телескоп в света. Авангардният му инструмент "Cryo-NIRSP" може да улавя невероятно фини детайли и е изключително чувствителен към промени в движението на плазмата.

Професор Мортън използва телескопа, докато той все още бе в тестова фаза, за да проследи движението на желязо, нагрято до 1.6 милиона градуса по Целзий, в короната. Ключовият пробив дойде след разработването на напълно нови аналитични техники за разделяне на различните типове вълнови движения в данните.

"Движението на плазмата в короната на Слънцето се доминира от люлеещи се движения. Те маскират торсионните движения, затова трябваше да разработя начин за премахване на люлеенето, за да открия усукването", обясни той.

Мистерията на свръхгорещата корона

Короната, най-външната атмосфера на Слънцето, която е видима по време на слънчеви затъмнения, се нагрява до температури, надвишаващи един милион градуса по Целзий. Това е достатъчно горещо, за да ускори плазмата далеч от Слънцето като слънчев вятър, който изпълва цялата Слънчева система.

Загадката е как короната постига тези екстремни температури, когато е толкова далеч от ядрото на звездата, където се произвежда енергията. Според теоретичните модели, вълните на Алфвен "напомпват" енергия от долните слоеве на Слънцето към короната, като я нагряват до свръхвисоки температури.

Практическо значение за Земята

Разбирането на тези фундаментални процеси има практическо значение за прогнозирането на космическото време. Слънчевият вятър носи магнитни смущения, които могат да нарушат сателитните комуникации, GPS системите и електропреносните мрежи на Земята.

Вълните на Алфвен могат също да са произходът на "магнитните превключвания" - значителни носители на енергия в слънчевия вятър, които са наблюдавани от слънчевата сонда "Паркър" на НАСА.

"Това изследване предоставя съществена валидация за редица теоретични модели, които описват как турбулентността на вълните на Алфвен захранва слънчевата атмосфера", добави професор Мортън.

Екипът предвижда, че продължаващите наблюдения с телескопа "Иноуе" ще позволят по-задълбочено изследване на начина, по който тези вълни се разпространяват и разсейват енергията в короната.