Корона Солнца, невидимая человеческому глазу, остается загадкой даже для ученых, которые внимательно изучают ее. Расположенная на расстоянии 2100 километров от поверхности звезды, она более чем в сотни раз более горячая, чем нижние слои, намного ближе к термоядерному реактору в ядре Солнца.
Группа физиков во главе с Григорием Флейшманом NJIT недавно обнаружила явление, которое может начать распутывать то, что они называют «одной из самых больших проблем для солнечного моделирования» - определение физических механизмов, которые нагревают верхнюю атмосферу до 500 000 °C и выше.
«Мы знали, что что-то действительно интригующее происходит на границе между фотосферой - поверхностью Солнца - и короной, учитывая заметные различия в химическом составе между двумя слоями и резкое повышение температуры плазмы на этом стыке», - отмечает Флейшман.
С помощью серии наблюдений космической Солнечной динамической обсерватории NASA (SDO) команда выявила области в короне с повышенными уровнями ионов тяжелых металлов, содержащихся в трубах магнитного потока - концентрациях магнитных полей, несущих электрический ток. Их яркие изображения, захваченные в экстремальной (коротковолновой) ультрафиолетовой (EUV) полосе, обнаруживают диспропорционально большие - в пять или более раз - концентрации многозарядных металлов по сравнению с одноэлектронными ионами водорода, чем существующие в фотосфере.
Ионы железа находятся в так называемых «ионных ловушках», расположенных у основания корональных петель, дуги электрифицированной плазмы, направленные магнитными полевыми линиями. Существование этих ловушек, говорят ученые, подразумевает наличие высокоэнергетических корональных петель, обедненных ионами железа, которые до сих пор избегали обнаружения в диапазоне EUV. Только ионы металлов с их флуктуирующими электронами производят выбросы, которые делают их видимыми.
«Эти наблюдения предполагают, что корона может содержать еще больше тепловой энергии, чем это наблюдается непосредственно в диапазоне EUV, и что мы еще не учли ее. То, что мы знаем о температуре короны, связано с измерением выбросов EUV, производимых тяжелыми ионами в различных состояниях ионизации, что зависит от их концентрации, а также от температуры и плотности плазмы. Неравномерное распределение этих ионов в пространстве и времени, по-видимому, влияет на температуру короны». – рассказал Флейшман.
Ионы металлов входят в корону, когда солнечные вспышки различного размера разрушают ловушки, и они испаряются в потоковые петли в верхней атмосфере.
Однако выбросы EUV можно наблюдать только из космоса. SDO на борту космического аппарата, запущенного в 2010 году, измеряет как магнитное поле, так и выбросы EUV от всего Солнца. Последствия температурной структуры короны и позволяет ли она передавать больше тепла солнечной системе, «является предметом будущего исследования», - говорит Флейшман.