Благодаря новому эксперименту стало известно, что нагревает солнечную корону
Используя импульсные магнитные поля, исследовательская группа из Немецкого национального института продемонстрировала теоретически предсказанное поведение волн Альфвина в областях под солнечной короной. Это еще один вклад в наше понимание того, как этот горячий слой Солнца становится горячее.
Одна из самых интересных загадок, окружающих нашу звезду, связана с ее внешним слоем — солнечной короной. Недавно солнечный зонд Parker пролетел вокруг Солнца, и его температура оказалась необычайно высокой. Поверхность Солнца достигает 6 000 градусов Цельсия, но его атмосфера нагревается несколькими механизмами до миллионов градусов.
Одно из возможных объяснений — преобразование магнитной энергии плазмы в тепло в области под короной. Здесь звуковые и плазменные волны, называемые волнами Альвена, движутся с одинаковой скоростью. Группа исследователей из Немецкого национального института HZDR использовала импульсные магнитные поля, чтобы воспроизвести поведение этих волн и подтвердить справедливость теории.
Магнитные поля играют важную роль в физике Солнца, и их вклад можно увидеть в теориях, объясняющих быстрый нагрев солнечной короны. Плазма, из которой состоит Солнце, разжигается магнитным полем, что приводит к образованию волн, которые распространяются со скоростью, прямо пропорциональной напряженности магнитного поля. Это волны Альфвена, впервые открытые физиками Йости Альфвеном и Олофом Ханнесом в 1942 году.
Читайте также: Новые солнечные панели генерируют воду из воздуха
В заключительном докладе МГЭИК все это ясно сказано. Изменение климата приведет к снижению продовольственной безопасности и доступа к воде для миллионов..
Под солнечной короной находится область, известная как магнитный полог. Здесь волны Альфвена достигают скорости, сравнимой со скоростью звуковых волн, а два разных гнезда проходят друг мимо друга и обмениваются энергией. Этот механизм позволяет преобразовывать магнитную энергию в тепловую. Тепловая энергия необходима для нагрева солнечной атмосферы до миллионов градусов Цельсия.
В Национальном институте Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) группа исследователей попыталась экспериментально воспроизвести магнитный полог. Для этого они объединили очень беспокойные свойства щелочных металлов рубидия и импульсные магнитные поля. Последнее получается от мощных электромагнитов, оснащенных короткими импульсами тока, создающими такое же короткое, но мощное магнитное поле.
Обычно полупроводниковые катушки, используемые для генерации таких магнитных полей, могут достигать 20 Тесла. Однако этого недостаточно для воспроизведения магнитного полога рубидии. Однако, используя переменные токи, можно добиться магнитных полей свыше 90 Тесла. Это выше значения, необходимого для успешного эксперимента; в Рубидии волны Альвена могут преодолеть звуковой барьер благодаря «солнечному» магнитному полю54.
Экспериментальные результаты подтверждают теоретическое предсказание: при весе 54 тонны скорость Альвеновских волн достигла скорости звука; также наблюдался сигнал с вдвое большим количеством колебаний. Это означает, что звуковые волны передают энергию плазменным волнам, что следует из описания нагрева прозрачной короны.
Эксперименты, разработанные немецкой командой, являются важным вкладом в понимание солнечной атмосферы. Новые исследования и эксперименты ведут к лучшему пониманию области под солнечной короной, а также других явлений, связанных с физикой плазмы.
