Аппарат Parker Solar Probe совершил рекордное сближение с Солнцем и помог ученым разобраться в механизме нагрева солнечного ветра. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
24 декабря 2024 года зонд прошел на расстоянии чуть более 6 миллионов километров от поверхности звезды. На первый взгляд это очень далеко, но на данный момент, это ближе, чем любой созданный человеком объект до этого. Сенсоры собрали данные о распределении заряженных частиц в короне, куда раньше не удавалось заглянуть. Эту информацию использовали для проверки моделей, объясняющих, почему плазма в солнечной атмосфере разогревается до миллионов градусов.
Изображение: Utopy AI
Физики давно знают об аномалии: вещество остывает по мере удаления от ядра, но в короне снова резко нагревается. Температура падает с 27 миллионов до 5500 градусов по Цельсию в фотосфере, а затем подскакивает выше миллиона. Причина кроется во взаимодействие частиц с магнитными полями, но точный механизм оставался предметом споров десятилетиями.
Команда под руководством Кристофера Кляйна из Университета Аризоны (США) разработала численный инструмент ALPS. Он обрабатывает реальные данные с зонда, а не подгоняет их под упрощенные теоретические кривые. Это позволило рассчитать, как волны переносят энергию в плазме и как меняется нагрев при движении частиц наружу.
Оказалось, что после выхода из солнечной гравитации частицы остывают медленнее, чем предсказывали старые модели. Эффект назвали демпфированием. Его точная природа еще требует объяснений.
Понимание этих процессов важно не только для астрофизики. Солнечный ветер порождает магнитные бури, которые выводят из строя спутники, нарушают радиосвязь и повышают радиационную нагрузку на экипажи самолетов в полярных зонах. Точные модели позволяют лучше прогнозировать такие события.
Разработанный метод пригодится и за пределами Солнечной системы. Аналогичные процессы идут в межзвездном газе, аккреционных дисках черных дыр и у нейтронных звезд. То, что удалось измерить вблизи Солнца, поможет понять физику далеких космических объектов.