Солнце
Солнце
Алексей Морозов Опубликована вчера в 19:30

80 лет поисков — и вот оно: астрономы увидели загадочные волны, которые греют солнечную корону

Телескоп DKIST зарегистрировал перенос энергии альвеновскими волнами в атмосфере Солнца

Европейским астрономам наконец-то удалось разгадать одну из самых старых загадок нашего светила. С помощью мощнейшего наземного солнечного телескопа DKIST они впервые получили прямые доказательства существования альвеновских волн в атмосфере Солнца. Это открытие, о котором сообщил Университет Нортумбрии, проливает свет на тайну, которая не давала покоя ученым почти 80 лет — почему солнечная корона в сотни раз горячее, чем поверхность звезды.

Поиски этих загадочных волн начались еще в 1940-х годах, когда шведский физик Ханнес Альвен теоретически предсказал их существование. Теперь, благодаря уникальным возможностям гавайского телескопа, исследователям удалось напрямую увидеть, как эти "закручивающие" колебания периодически заставляют линии магнитного поля просачиваться в корону и уходить за ее пределы, перенося с собой огромное количество энергии.

В чем заключается главная загадка Солнца?

Одной из самых интригующих тайн нашей звезды остается необъяснимая разница температур между ее поверхностью и короной. Если фотосфера — видимая поверхность Солнца — разогрета "всего" до 5,8 тысяч градусов Кельвина, то уже в пограничном слое между ней и короной температура стремительно взлетает до миллионов градусов. Представьте себе: чем дальше от костра, тем жарче — именно такая парадоксальная ситуация происходит на Солнце.

Ученые давно предполагали, что причиной этого феномена могут быть альвеновские волны — низкочастотные электромагнитные колебания, которые возникают при взаимодействии ионов солнечной плазмы с магнитным полем звезды. Согласно теории, именно эти волны работают как гигантский насос, постоянно "накачивая" энергией внешние слои солнечной атмосферы.

Сравнение характеристик разных слоев Солнца

Слой Солнца Температура Физические процессы Роль альвеновских волн
Фотосфера ~5 800 K Излучение видимого света Формирование волн
Хромосфера ~20 000 K Нагрев ионизированного газа Транспортировка энергии
Корона 1-3 млн K Нагрев плазмы, формирование солнечного ветра Основной механизм нагрева

Почему это открытие так важно?

До сих пор астрономам удавалось находить лишь косвенные свидетельства существования альвеновских волн. Прямое наблюдение за ними оставалось невозможным из-за недостаточной разрешающей способности телескопов и сложности разделения сигналов разных типов солнечных колебаний.

Ситуация изменилась с вводом в строй телескопа DKIST на Гавайских островах — самого совершенного солнечного телескопа в мире. Его спектрополяриметр обладает беспрецедентной разрешающей способностью, а новая методика анализа данных позволила наконец "увидеть" именно те сигналы, которые порождают альвеновские волны.

"Это результат очень долгих поисков, начавшихся еще в 1940-х годах", — пояснила пресс-служба вуза.

Проведенные замеры не только подтвердили реальность этих волн, но и позволили количественно оценить их вклад в нагрев короны. Оказалось, что альвеновские волны переносят от 100 до 400 Вт энергии на каждый квадратный метр поверхности Солнца — этого более чем достаточно для разогрева короны до сверхвысоких температур.

Как альвеновские волны нагревают корону: шаг за шагом

  1. Зарождение волн. В недрах Солнца, в зоне конвекции, возникают мощные турбулентные движения плазмы.

  2. Взаимодействие с магнитным полем. Движущаяся плазма, будучи electrically charged, взаимодействует с магнитными полями Солнца, порождая альвеновские волны.

  3. Распространение. Волны travel вдоль силовых линий магнитного поля, поднимаясь из глубин к поверхности.

  4. Проникновение в корону. Достигнув короны, волны передают свою энергию плазме через сложные процессы диссипации.

  5. Нагрев. Энергия волн преобразуется в тепловую, разогревая корону до миллионов градусов.

  6. Формирование солнечного ветра. Нагретая плазма получает достаточную энергию для преодоления гравитации Солнца и устремляется в космос.

А что если…

Если дальнейшие исследования подтвердят, что альвеновские волны действительно являются основным механизмом нагрева короны, это позволит нам лучше понимать и предсказывать поведение Солнца, включая солнечные вспышки и корональные выбросы массы, которые влияют на работу спутников и энергосистем на Земле.

Плюсы и минусы нового открытия

Плюсы Минусы
Решает одну из фундаментальных загадок физики Солнца Механизм диссипации волн в короне требует дальнейшего изучения
Подтверждает теорию, выдвинутую 80 лет назад Не до конца ясно, почему волны эффективно dissipate именно в короне
Открывает новые возможности для изучения звездной физики Количественная оценка вклада волн может уточняться

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое альвеновские волны?
Это низкочастотные колебания плазмы, распространяющиеся вдоль силовых линий магнитного поля. Они возникают, когда electrically charged частицы плазмы движутся across магнитные поля, вызывая их "встряхивание".

Почему их так сложно было обнаружить?
Альвеновские волны имеют очень маленькую амплитуду и смешиваются с другими типами солнечных oscillations. Для их обнаружения потребовался телескоп с рекордным разрешением и специальные методы обработки данных.

Как это открытие повлияет на нашу жизнь?
Понимание механизмов нагрева короны поможет улучшить прогнозы космической погоды, что критически важно для защиты спутников, астронавтов и земных энергосистем от солнечных бурь.

Мифы и правда о солнечной короне

Миф: Солнечная корона горячая, потому что она находится ближе к ядру Солнца, где идут термоядерные реакции.
Правда: Температура короны, находящейся far от ядра, в сотни раз выше, чем температура слоев beneath ей. Этот парадокс, известный как "проблема нагрева короны", теперь находит объяснение через альвеновские волны.

Три факта об альвеновских волнах

  1. За открытие и теоретическое описание альвеновских волн Ханнес Альвен получил Нобелевскую премию по физике в 1970 году, хотя прямое экспериментальное подтверждение на Солнце удалось получить только сейчас.

  2. Альвеновские волны играют важную роль не только на Солнце, но и в земной магнитосфере, влияя на полярные сияния и космическую погоду в околоземном пространстве.

  3. Энергии, переносимой альвеновскими волнами (100-400 Вт/м²), хватило бы для питания нескольких мощных ламп накаливания на каждом квадратном метре солнечной поверхности.

Исторический контекст

История открытия альвеновских волн — это классический пример того, как наука движется от теоретического предсказания к экспериментальному подтверждению. В 1942 году Ханнес Альвен описал эти волны чисто математически, столкнувшись сначала с недоверием коллег. Потребовалось десятилетие, чтобы его теория получила признание, и еще почти 70 лет — чтобы появились технические возможности для прямого наблюдения этих волн на Солнце. Это открытие замыкает один из самых долгих циклов в современной астрофизике и служит напоминанием, что даже самые смелые теоретические построения рано или поздно находят свое подтверждение в наблюдениях, если наука не стоит на месте. Теперь, когда существование альвеновских волн доказано, ученые смогут сосредоточиться на изучении того, как именно они dissipate свою энергию, разогревая корону, — следующей загадке в этой захватывающей цепочке открытий.

Подписывайтесь на NewsInfo.Ru

Читайте также

Hyundai E&C: контракт с Fermi America подписан 26 октября в Техасе сегодня в 4:16
Hyundai строит город энергии будущего: ядерные реакторы и ИИ объединятся в Техасе

Hyundai E&C выходит на рынок США с масштабным проектом в Техасе, который объединит ядерную энергетику, возобновляемые источники и искусственный интеллект в единую экосистему будущего.

Читать полностью »
Компания YKK представила в Японии новый тип молнии без тканевой ленты сегодня в 3:16
Тоньше, легче, прочнее: японцы доказали, что совершенство можно улучшить

Японская YKK переосмыслила привычную молнию, убрав из неё одну деталь. Но именно это отсутствие сделало застёжку легче, гибче и экологичнее — и изменило целую индустрию.

Читать полностью »
Университет Сан-Паулу: сахарный тростник может заменить нефть в промышленности сегодня в 2:16
Растение, которое заменит нефть: тростник выходит на мировой рынок

Бразилия превращает сахарный тростник в источник "зелёной нефти". Как обычное растение способно заменить нефть и стать топливом будущего — в нашем материале.

Читать полностью »
Итальянское правительство одобрило запуск первой плавучей ВЭС в Средиземном море сегодня в 1:16
Италия вышла в море за энергией будущего: на карте Европы появляется гигант Messapia

В проливе Отранто появится первая в Средиземном море плавучая ветроэлектростанция Messapia — амбициозный проект Италии, который может изменить энергетический баланс региона.

Читать полностью »
Гендиректор RTA Аль Тайер: Дубай к 2035 году переведёт 25% транспорта в автономный режим сегодня в 0:37
Метро, трамваи и аэротакси: почему Дубай стал лабораторией транспорта будущего

RTA за двадцать лет превратило Дубай из города пробок в образец умной мобильности. Как им это удалось — от метро до аэротакси?

Читать полностью »
Обнаружен уникальный деревянный герб кардинала Уолси, чудом уцелевший после опалы 1529 года вчера в 23:06
Генрих VIII не смог уничтожить его: как деревянный герб Уолси пережил королевский гнев

Обнаружен единственный уцелевший деревянный герб кардинала Уолси, чудом сохранившийся после его опалы при Генрихе VIII. Находка проливает свет на забытые страницы истории.

Читать полностью »
Профессор Зеленицки: в Монголии обнаружен новый вид тираннозавра — монгольский принц-дракон вчера в 23:02
Монгольский сюрприз: найден динозавр, который изменил всё, что мы знали о тираннозаврах

Ученые открыли нового тираннозавра — "монгольского принца-дракона", который был недостающим звеном между мелкими хищниками и гигантским тираннозавром рекс.

Читать полностью »
Беязыт: в Турции обнаружены уникальные захоронения бронзового века с личными вещами умерших вчера в 22:59
Могилы с сокровищами раскрыли тайну: как 4000 лет назад провожали в последний путь в Турции

В турецком кургане Икизтепе обнаружены уникальные погребения бронзового века: охотник с гарпунами и ребенок с браслетами, проливающие свет на древние погребальные обряды.

Читать полностью »