Представьте себе невидимый поток заряженных частиц, мчащийся от Солнца со скоростью около 500 километров в секунду. Этот феномен, известный как быстрый солнечный ветер, долгое время оставался загадкой для ученых.
Как эти частицы достигают таких невероятных скоростей? Почему они не остывают* по мере удаления от раскаленной короны Солнца, температура которой достигает миллионов градусов?
*По мере распространения по Солнечной системе они, конечно, остывают, но намного медленнее, чем ожидалось.
Благодаря двум космическим миссиям — NASA Parker Solar Probe и ESA Solar Orbiter — мы наконец-то приблизились к разгадке этой космической тайны.
Ключ к пониманию лежит в причудливом поведении солнечного магнитного поля. Представьте себе гигантскую космическую пращу, раскручивающую частицы до невероятных скоростей. Именно так действуют волны Альвена — особые колебания в магнитном поле Солнца. Эти волны создают так называемые «обратные переключения» (switchbacks) — резкие изгибы силовых линий магнитного поля, напоминающие космические американские горки. Частицы солнечного ветра, попадая в эти магнитные «горки», получают мощное ускорение, подобно тому как камень набирает скорость в праще перед броском.
Космический аппарат Parker Solar Probe, подобравшись к Солнцу ближе, чем какой-либо другой аппарат до него, зафиксировал, что около 10% энергии солнечного ветра скрывается в магнитном поле. Когда же этот поток достиг Solar Orbiter, находящегося дальше от Солнца, энергия магнитного поля составляла лишь 1%.
Исследователи пришли к выводу, что эта энергия была передана частицам солнечного ветра, ускоряя их.
Доктор Йейми Ривера из Смитсоновской астрофизической обсерватории отмечает:
«Наше исследование отвечает на важный открытый вопрос о том, как энергетизируется солнечный ветер, и помогает нам понять, как Солнце влияет на свое окружение и, в конечном счете, на Землю».
Это открытие может радикально изменить наше понимание звездных процессов. Если подобный механизм ускорения частиц характерен не только для Солнца, но и для других звезд, то это заставит нас пересмотреть оценки потенциальной обитаемости экзопланет. Интенсивность звездного ветра может существенно влиять на атмосферы и условия на поверхности планет, вращающихся вокруг других звезд, что напрямую связано с их пригодностью для жизни.
Коллаборация между миссиями Parker Solar Probe и Solar Orbiter открывает новую эру в изучении Солнца. Этот международный научный тандем позволяет получить беспрецедентно полную картину солнечных процессов, сочетая данные с близкого расстояния и более широкой перспективы.
Сэмюэл Бэдман, астрофизик из Центра астрофизики, описывает момент открытия:
«Когда мы связали данные двух миссий, это был настоящий момент эврики».
Даниэль Мюллер, научный сотрудник проекта ESA Solar Orbiter, отметил:
«Это новое исследование мастерски объединяет крупные фрагменты солнечной головоломки. Все чаще данные, полученные Solar Orbiter, Parker Solar Probe и другими миссиями, показывают нам, что различные солнечные явления в действительности взаимодействуют, формируя эту удивительную магнитную среду».
По мере того как ученые продолжают анализировать данные с обеих миссий, мы можем ожидать еще больше захватывающих открытий. Понимание механизмов солнечного ветра — это не просто академический интерес. Оно может помочь нам лучше прогнозировать космическую погоду, которая влияет на спутники, электрические сети и другие технологии, от которых зависит наша современная жизнь.
Каждый новый кусочек этой космической головоломки приближает нас к более глубокому пониманию нашего места во Вселенной и того, как наша звезда формирует окружающее космическое пространство.
