У нас на руках таємниця. Сонце має тонку, але розширену атмосферу, яку називають корона. А у цієї корони температура декілька мільйон Кельвін.
Як корона має таку більш високу температуру, ніж поверхня?
Як я вже сказав, загадка.
Одна Корона, Гаряча, будь ласка
Як би це не було дивно, ви б не відчували тепла корони, якби пропливали через неї. Це не просто тонка, але неймовірно тонка, реєструючи лише трильйонну частину щільності поверхні Сонця. Він настільки тонкий, що, незважаючи на високу температуру, що означає, що маленькі частинки, що утворюють корону, блискають навколо з неймовірною швидкістю, в першу чергу є так мало частинок, що вони ледве коли-небудь вдарять вас - і ви навіть не зареєструєтесь жарко сильно нагрівається.
(Просто для того, щоб бути зрозумілим, ваша близькість до самої поверхні сонця, безумовно, все одно розтопила б вас, але це не було б виною корони.)
Сама корона надзвичайно велика, простягається мільйони кілометрів, подвоюючи радіус Сонця за її видимою шкірою. Але знову ж таки, оскільки він такий тонкий, що його важко помітити. Тільки під час повних сонячних затемнень, коли тіло Місяця чудово приховує диск Сонця, корона у всій красі з’являється, світиться світлом від сонячної поверхні, відбиваючись від крихітних частинок, що складають атмосферу.
Детальне обстеження корони виявляє дуже своєрідні структури. Тонкі волохаті нитки, довгі петлеві петлі та калатки, що нагадують відбитки пальців, танцюють у всій атмосфері сонця. Тож це, очевидно, дуже активне і складне місце, яке може дати підказку його пекельно високій температурі.
Вища сила
Є лише одне джерело живлення на сонці, і це ядерна енергія. У глибокому, щільному, гарячому сердечнику (за іронією долі, єдине місце, де випадають температури корони), неймовірні тиски переповнюють природне відштовхування водню, зростаючи їх разом, утворюючи гелій. Перетворення залишає трохи маси позаду, а значить, вивільняє трохи енергії.
Кожна окрема реакція випромінює лише маленьку трохи енергії, але повторіть цей процес незліченну кількість разів, і ви закінчитесь фантастичним, довгожившим, потужним джерелом енергії, що забезпечує все світло для всієї Сонячної системи протягом мільярдів років.
А оскільки це єдине джерело живлення навколо, якесь чином нагріває корону.
Не важко уявити, чому поверхня Сонця, яку називають фотосферою, настільки прохолодніша, ніж найглибше ядро. Зрештою, ця поверхня піддається твердому, холодному, охолоджувальному вакууму космічного простору і відокремлена від зігріваючого ядра сотнями тисяч кілометрів товстою супистою плазмою.
Але ця поверхня активна, можливо, навіть більше, ніж бурхлива корона над нею. Гранули, сонячні плями, спалахи, масові викиди та багато інших бульбашок і вивергаються з-за хаотичної зовнішності сонця. Можливо, у цій рухомої інфернові поверхні ховається загадкове джерело високої температури корони.
Робимо твіст
Таким чином, у нас відносно прохолодна, але неймовірно активна сонячна поверхня, що сидить під сильно гарячою короною, і нам потрібно щось, щоб з'єднати цю діяльність і перетворити її в тепло. На щастя, сонце - це гігантська кулька плазми, а це означає, що це суміш заряджених частинок, що швидко рухаються навколо. А заряджені частинки, що швидко рухаються, справді дуже добре роблять магнітні поля.
А магнітні поля, в свою чергу, дійсно, дуже добре перетворюють активність у тепло.
Сильні магнітні поля вже давно підозрюють, що вони відіграють головну роль у нагріванні корони, що було направлено сонячним зондом Паркера для вивчення більш детально. І в недавній роботі дослідники, що використовують дані обсерваторії сонячної динаміки, виявили ще два механізми нагрівання корони магнітними полями.
Іноді магнітні поля можуть обертатися навколо себе, утворюючи тунель (йдеться за прохолодною науково-фантастичною назвою флюсові трубки). Ці тунелі діють як канали для ще більшої магнітної енергії у вигляді ударів і хвиль, які рухаються з місця на місце… як з поверхні в корону.
Іноді ці поля можуть навіть так сильно скручуватися між собою, що вони буквально розриваються, як перетягнута гумова стрічка, вивільняючи всю енергію, що залягає, в один спалах, відомий як подія магнітного відновлення.
Якщо ці потокові трубки та події повторного з'єднання трапляються досить часто і доставляють достатню кількість енергії, вони можуть доставляти корону більш ніж достатньо тепла для її утримання. Це все ще відкрите питання, але при більшій кількості спостережень та наполегливої роботи ми можемо незабаром мати чітку, детальну картину своєрідної сонячної загадки.
Читайте більше: "Про швидке вимушене підключення в корони Сонця для локалізованого нагрівання"
