Исследователи из Института астрономии Гавайского университета работают над изучением солнечной короны - самой внешней атмосферы Солнца, которая расширяется в межпланетное пространство, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Astrophysical Journal.
Свойства солнечной короны являются следствием сложного магнитного поля Солнца, которое создается внутри Солнца и распространяется в космос.
Выпускник Гавайского университета Бенджамин Бо провел новое исследование, в котором использовались наблюдения полного солнечного затмения для измерения формы коронального магнитного поля с более высоким пространственным разрешением и на большей площади, чем когда-либо прежде.
Корону легче всего увидеть во время полного солнечного затмения - когда Луна находится прямо между Землей и Солнцем, блокируя солнечный свет. Значительные технологические достижения последних десятилетий привели к тому, что большая часть исследований переместилась на космические наблюдения на длинах волн света, недоступных с поверхности Земли, - на большие наземные телескопы, такие как Солнечный телескоп Даниэля К. Иноуйе на острове Мауи. Несмотря на эти достижения, некоторые детали солнечной короны могут быть изучены только во время полных солнечных затмений.
Бо консультировался с профессором астрономии Гавайского университета Маноа Шадией Хаббалом - экспертом по исследованиям солнечной короны. Хаббал возглавлял группу ученых-охотников за затмениями – «Solar Wind Sherpas», которые проводили научные наблюдения во время солнечных затмений в течение более 20 лет. Эти наблюдения привели к прорывам в раскрытии некоторых секретов физических процессов, определяющих существование короны.
«Корону наблюдали при полных солнечных затмениях уже более века, но никогда ранее изображения затмений не использовались для количественной оценки ее структуры магнитного поля, - объяснил Бо. - Я знал, что было бы возможно извлечь намного больше информации, применяя современные методы обработки изображений к данным солнечного затмения».
Бо проследил закон распределения линий магнитного поля в короне, используя автоматический метод трассировки, примененный к изображениям короны, полученным во время 14 затмений последних двух десятилетий. Эти данные дали возможность изучить изменения в короне за два 11-летних магнитных цикла Солнца.
Бо обнаружил очень мелкие структуры на всем протяжении короны. Изображения с более высоким разрешением показали структуры меньшего масштаба, подразумевая, что корона еще более структурирована, чем ранее сообщалось. Чтобы количественно оценить эти изменения, Бо измерил угол магнитного поля относительно поверхности Солнца.
В периоды минимальной солнечной активности поле короны исходило почти прямо от Солнца вблизи экватора и полюсов, в то время как оно выходило под различными углами в средних широтах. В периоды максимума корональное магнитное поле было гораздо менее организованным и более радиальным.
«Мы знали, что в течение солнечного цикла произойдут изменения, но мы никак не ожидали, насколько обширным и структурированным будет корональное поле, - объяснил Бо. - Будущие модели должны будут объяснить эти особенности, чтобы полностью понять корональное магнитное поле».
Эти результаты бросают вызов текущим предположениям, используемым в корональном моделировании, которое часто предполагает, что корональное магнитное поле радиально за пределами расстояния в 2,5 солнечных радиуса. Новая работа показала, что корональное поле часто было не радиальным по меньшей мере в пределах 4 солнечных радиусов.
Эта работа имеет дальнейшие последствия в других областях исследований солнечной энергии - в том числе в области формирования солнечного ветра, который влияет на магнитное поле Земли и может оказывать влияние на землю, такие как перебои в подаче электроэнергии.
«Эти результаты представляют особый интерес для формирования солнечного ветра. По всей видимости, ведущие идеи о том, как смоделировать формирование солнечного ветра, не завершены, и поэтому наша способность прогнозировать и защищать от космической погоды может быть улучшена», - сказал Бо.
Бо уже планирует участвовать в будущих экспедициях своей команды.
Следующая запланирована на Южную Америку в декабре 2020 года.
[Фото: eurekalert.org]
