По мере того как солнечный зонд NASA "Паркер" приблизился к Солнцу на рекордно малое расстояние, учёные получили уникальный шанс заглянуть в зону, где буквально рождается солнечный ветер. Аппарат прошёл там, где раньше не бывал ни один космический зонд, и зафиксировал поведение раскалённой плазмы вблизи внешней границы звезды. Эти наблюдения помогают понять процессы, которые определяют космическую погоду во всей Солнечной системе. Об этом сообщает издание Phys.org со ссылкой на исследование, опубликованное в Geophysical Research Letters.
Солнечный ветер — это непрерывный поток заряженных частиц, который формирует гелиосферу — гигантский пузырь, охватывающий все планеты и уходящий далеко в межзвёздное пространство. Его колебания напрямую отражаются на Земле: от стабильности спутников до радиосвязи и навигации. Во время мощных солнечных событий нагрузка на орбитальную инфраструктуру резко возрастает, что особенно заметно на фоне растущего числа аппаратов и обсуждаемых сегодня рисков солнечных бурь для орбиты.
"Одна из вещей, которые волнуют нас как технологически развитое общество, — это влияние на нас Солнца, звезды, рядом с которой мы живём", — отметил доцент Лунной и планетарной лаборатории Кристофер Кляйн из Университета Аризоны.
По его словам, корональные выбросы массы способны менять условия в околоземном пространстве всего за считанные часы.
Хотя Солнце выглядит как яркий диск, у него нет твёрдой поверхности. В центре звезды находится ядро, где идёт термоядерный синтез, а выше располагаются слои, образующие атмосферу. Фотосфера — видимая часть, хромосфера — тонкий активный слой, а корона — разреженный ореол плазмы с температурой в миллионы градусов.
Парадокс в том, что по мере удаления от ядра вещество сначала остывает, а затем вновь нагревается. Этот "скачок" температуры давно остаётся одной из главных загадок гелиофизики и напрямую связан с магнитными полями Солнца.
Запущенный в 2018 году зонд "Паркер" использует сложную орбиту с гравитационными манёврами у Венеры. В конце 2024 года он подошёл к Солнцу на расстояние около 3,8 миллиона миль, впервые позволив измерить параметры плазмы там, где начинается солнечный ветер.
"Если мы сможем лучше понять атмосферу Солнца, через которую движутся эти энергичные частицы, это поможет нам прогнозировать, как солнечные выбросы будут распространяться по Солнечной системе", — подчеркнул Кляйн.
Эти задачи перекликаются с другими проектами НАСА, изучающими форму и свойства гелиосферы, включая миссии, посвящённые границе Солнечной системы.
Для анализа данных команда применила численный код Arbitrary Linear Plasma Solver (ALPS), который работает с реальными распределениями скоростей частиц. Учёные выяснили, что солнечный ветер остывает гораздо медленнее, чем обычный расширяющийся газ. Причина — сложные процессы демпфирования и передачи энергии в магнитных полях.
"Благодаря этим новым измерениям и расчётам мы пересматриваем наше представление о том, как энергия перемещается в верхних слоях солнечной атмосферы", — сказал Кляйн.
Эти выводы важны не только для понимания Солнца. Они помогают по-новому взглянуть на поведение плазмы в межзвёздной среде и вокруг экстремальных объектов вроде чёрных дыр, приближая науку к более точным прогнозам космической погоды и её влияния на Землю.