Cолнечный ветер получает ускорение от колебаний магнитного поля Солнца

Солнце испускает поток электрически заряженных частиц — так называемый солнечный ветер. Как этот поток может достигать невероятных скоростей, было загадкой, которая сохранялась десятилетиями. Потребовалось два космических аппарата и международное сотрудничество ученых, чтобы получить ответ: магнитное поле вблизи Солнца иногда становится извилистым.

«Быстрый» солнечный ветер движется со скоростью около 500 — 1000 километров в секунду. Но эта скорость больше, чем та, с которой он покидает корону Солнца — чрезвычайно горячую атмосферу нашей звезды.

Ветер, как и корона, имеет температуру в миллионы градусов, и ожидается, что он будет остывать по мере распространения. И все же для солнечного ветра охлаждение происходит медленнее.

Давно предполагалось, что эти две странные и необъяснимые особенности связаны. Не было никакой четкой уверенности, но интригующим предположением была возможность того, что за ускорением ветра стоят волны Альвена. Это крупномасштабные колебания в магнитном поле Солнца, и наконец-то появились убедительные доказательства того, что это действительно так.

«Наше исследование рассматривает открытый вопрос о том, как заряжается солнечный ветер, и помогает нам понять, как Солнце влияет на окружающую среду и, в конечном итоге, на Землю», — сказал в своем заявлении доктор Йейми Ривера, соруководитель исследования из Смитсоновской астрофизической обсерватории. «Если этот процесс происходит в нашей звезде, весьма вероятно, что он питает ветры от других звезд по всей галактике Млечный Путь и за ее пределами и может иметь последствия для обитаемости экзопланет».

Открытие стало возможным благодаря совместным усилиям двух зондов: Parker Solar Probe от НАСА и Solar Orbiter от Европейского космического агентства. Первый пролетел мимо Солнца был ближе, чем любой другой аппарат до него. Второй смотрит на нашу звезду совершенно по-другому. Вместе они обеспечивают новаторское понимание солнечной среды.

«Мы изначально не осознавали, что Parker и Solar Orbiter измеряют одно и то же. Parker увидел эту более медленную плазму около Солнца, которая была полна обратных волн, а затем Solar Orbiter зафиксировал быстрый поток, который получил тепло и с очень небольшой волновой активностью», — добавил Сэмюэл Бэдман, астрофизик и соруководитель исследования. «Когда мы связали эти два явления, это был настоящий момент озарения».

Parker измерил энергию потока и обнаружил, что около 10 процентов ее находилось в магнитном поле. Но когда быстрый ветер достиг Solar Orbiter, энергия магнитного поля составляла всего 1 процент. Вывод был очевиден: магнитная энергия передавалась солнечному ветру. Данные показывают, что за этот обмен отвечало явление, называемое обратными переключениями, пример волн Альвена.

«Эта новая работа искусно объединяет некоторые крупные части солнечной головоломки. Объединение данных, собранных Solar Orbiter, Parker Solar Probe и другими миссиями, все больше показывает нам, что различные солнечные явления на самом деле работают вместе, создавая эту необычную магнитную среду», — добавил Даниэль Мюллер, научный сотрудник проекта ESA Solar Orbiter, в своем заявлении.

Работа команд обеих миссий еще идут, они продолжают изучать связь между магнитными полями и солнечным ветром.