Сонце, розпечена сфера енергії, завжди зачаровувало вчених. Його екстремальна температура та потужні магнітні поля формують Сонячну систему. Однак, попри десятиліття досліджень, деякі його таємниці залишалися нерозгаданими. Однією з найбільших загадок було походження сонячного вітру – постійного потоку заряджених частинок, що безперервно випромінюється із Сонця. Цей вітер впливає на магнітне поле Землі, порушує роботу супутників і навіть створює захопливі полярні сяйва. Тепер нове дослідження підтвердило, що крихітні, раніше непомічені струмені відіграють ключову роль у запуску як швидкого, так і повільного сонячного вітру.
Крихітні струмені в короні Сонця
Місія Solar Orbiter Європейського космічного агентства (ESA) надала докази того, що ці малі, але потужні струмені випромінюються по всій поверхні Сонця, особливо в темних областях, відомих як корональні діри. Це відкриття змінює наше уявлення про те, як народжується сонячний вітер і як він розповсюджується по Сонячній системі.
У 2023 році вчені зробили цікаве відкриття поблизу південного полюса Сонця – короткотривалі струмені виникають у межах корональних дір. Ці викиди тривають лише близько хвилини, викидаючи заряджені частинки зі швидкістю приблизно 100 км/с. Дослідники припускали, що ці струмені можуть сприяти утворенню сонячного вітру, але бракувало прямих доказів. Тепер, завдяки новим даним із Solar Orbiter, вдалося підтвердити, що ці струмені з’являються не лише в окремих точках, а по всій поверхні Сонця, особливо в корональних дірах.
Сонячний вітер: загадкова сила
Сонячний вітер давно привертає увагу вчених. Це безперервний потік заряджених частинок – здебільшого електронів і протонів – що поширюється від Сонця у всіх напрямках. Він взаємодіє з планетами, супутниками та міжзоряним простором. На Землі сонячний вітер впливає на магнітне поле, порушує роботу супутникового зв’язку та викликає полярні сяйва.
Дослідники давно знали, що існує два типи сонячного вітру: швидкий і повільний. Швидкий вітер утворюється в корональних дірах, де магнітне поле Сонця розтягується в глибокий космос. Це дозволяє зарядженим частинкам легко вириватися назовні, створюючи потужний потік сонячного матеріалу. Однак механізм запуску цих частинок залишався загадкою. Протягом багатьох років науковці підозрювали, що малі за масштабом сонячні явища, такі як крихітні струмені, можуть відігравати роль у цьому процесі.
Відстеження джерела сонячного вітру
Останні відкриття стали проривом. Команда дослідників під керівництвом Лакшмі Прадїпа Чітти з Інституту досліджень Сонячної системи Макса Планка проаналізувала дані Solar Orbiter. Науковці виявили численні маленькі струмені, що виходять з корональних дір, навіть поблизу екватора Сонця. Поєднуючи високоякісні зображення з прямими вимірюваннями частинок сонячного вітру та магнітних полів, дослідники змогли встановити зв’язок між вітром, зафіксованим поблизу космічного апарату, і цими струменями.
Неочікувано виявилося, що ці струмені відповідають не лише за швидкий сонячний вітер, а й за повільний. Це вперше, коли вдалося підтвердити зв’язок між маломасштабними струменями та обома типами сонячного вітру.
Покращення прогнозування космічної погоди
Це відкриття є важливим, оскільки воно змінює уявлення про формування сонячного вітру. До цього вважалося, що швидкий і повільний вітер мають різні механізми утворення. Але це дослідження доводить, що обидва типи вітру можуть запускатися тим самим процесом – викидами крихітних струменів у корональних дірах. Розуміння походження сонячного вітру має вирішальне значення для прогнозування сонячної активності та її впливу на Землю.
Коли сонячний вітер взаємодіє з магнітним полем Землі, він може спричиняти геомагнітні бурі. Ці бурі можуть:
- порушувати роботу електромереж,
- впливати на сигнали GPS,
- заважати роботі супутників.
Визначивши механізми, що породжують вітер, вчені зможуть покращити прогнозування космічної погоди та розробити кращі заходи захисту супутників і електричних систем.
Місія Solar Orbiter
Прорив став можливим завдяки передовим інструментам Solar Orbiter – спільної місії ESA та NASA. Космічний апарат оснащений унікальним набором приладів, здатних як фіксувати детальні зображення поверхні Сонця, так і вимірювати заряджені частинки, що утворюють сонячний вітер. Solar Orbiter двічі на рік наближається до Сонця, збираючи надзвичайно цінні дані. Під час своїх прольотів у жовтні 2022 року та квітні 2023 року апарат зібрав інформацію, яка призвела до цього відкриття. Тепер дослідники планують аналізувати майбутні спостереження, щоб отримати ще глибше розуміння ролі цих струменів у генерації сонячного вітру.
Майбутнє досліджень Сонця
Хоча це відкриття дає відповідь на одну з ключових загадок, воно також породжує нові питання. Вчені прагнуть зрозуміти, як саме утворюються ці струмені та чому вони викидають заряджені частинки з такою великою швидкістю. Майбутні спостереження Solar Orbiter, у поєднанні з даними інших місій, таких як Parker Solar Probe NASA, допоможуть створити більш повну картину динаміки сонячного вітру.
Інструменти, такі як Extreme Ultraviolet Imager, Polarimetric and Helioseismic Imager, Solar Wind Plasma Analyser і Magnetometer, продовжать надавати критично важливу інформацію. Поглиблюючи наше розуміння сонячних процесів, вчені сподіваються покращити прогнозування космічної погоди та її впливу на Землю. Крихітні струмені можуть бути малими, але їхній вплив простягається на всю Сонячну систему, формуючи космічне середовище та навіть наше повсякденне життя. Дослідження опубліковане в журналі Astronomy & Astrophysics.
