Учёные представили новую гипотезу для решения одной из старейших загадок астрофизики: почему внешняя атмосфера Солнца (корона) разогрета до миллионов градусов, в то время как видимая поверхность звезды имеет температуру лишь около 5500 °C. Согласно свежему исследованию, ключевым фактором в этом процессе могут выступать микроскопические частицы пыли, присутствующие в непосредственной близости от светила.
Работа базируется на данных, полученных зондом Parker Solar Probe, который за последние годы приблизился к Солнцу на рекордное расстояние. Гелиофизики установили, что даже ничтожное количество пылевых частиц способно существенно влиять на распространение плазменных волн, переносящих энергию через солнечную корону.
Загадка нагрева короны остаётся нерешённой на протяжении десятилетий. Наблюдения подтверждают, что температура внешней атмосферы Солнца в сотни раз выше температуры его поверхности. По сути, это явление подобно тому, как если бы воздух вокруг горящей спички оказался значительно горячее, чем само пламя.
Ранее теоретические модели рассматривали корону исключительно как систему из ионов, электронов и магнитных полей. Считалось, что пыль не играет заметной роли, так как частицы должны мгновенно разрушаться в столь экстремальной среде.
Однако показания приборов Parker Solar Probe заставили пересмотреть эти убеждения. Хотя зонд не оснащён специализированным пылевым детектором, его комплекс FIELDS фиксирует косвенные признаки присутствия пыли. При столкновении частиц с корпусом аппарата на высоких скоростях они испаряются, создавая кратковременные электрические импульсы, которые и улавливают датчики.
Исследователи сосредоточились на изучении кинетических альфвеновских волн — особого типа плазменных волн, которые работают как система доставки электромагнитной энергии и передают её частицам вещества сквозь солнечную корону.
Анализ данных, полученных летом 2024 года на удалении от 6,3 до 13,2 миллиона километров от Солнца, выявил, что пыль влияет на эти волны по двум направлениям:
- Масса пылинок замедляет распространение волн, позволяя им переносить энергию на более значительные расстояния.
- Электрический заряд частиц усиливает взаимодействие волн с плазмой, способствуя более быстрому высвобождению накопленной энергии.
Компьютерное моделирование доказало, что данных механизмов достаточно, чтобы влиять на скорость перемещения волн и локализацию зон, где их энергия конвертируется в тепло. Это позволяет объяснить неоднородный нагрев короны и ускорение солнечного ветра при удалении от звезды.
Авторы исследования отмечают, что их работа не является исчерпывающим ответом на вопрос о природе нагрева короны, а скорее предлагает новый фактор, который ранее игнорировался. Поскольку выводы основаны на косвенных измерениях, они требуют подтверждения в ходе будущих миссий, оснащённых специализированным оборудованием для детектирования пыли и изучения плазменных волн.
