Вы когда-нибудь видели, как горячий летний ветер дул через созревшее пшеничное поле? Если это так, вы знакомы с эффектом ряби. Этот каскадный эффект называется альфвеновскими волнами.
Благодаря Обсерватории солнечной динамики НАСА (SDO) мы теперь можем видеть влияние альфвеновских волн, отслеживать их движения и видеть, сколько энергии переносится. Эти новые открытия просвещают солнечных исследователей и могут стать ключом к двум другим загадочным солнечным явлениям - интенсивному нагреву короны, примерно в 20 раз более горячему, чем поверхность Солнца, и солнечным ветрам, которые разгоняются до 1,5 миллиона миль в час.
«SDO имеет потрясающее разрешение, поэтому вы можете видеть отдельные волны, - говорит Скотт Макинтош из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо. - Теперь мы можем видеть, что вместо этих волн, имеющих примерно 1000-ю энергию, необходимую, как мы думали ранее, на каждые 11 квадратных футов поверхности Солнца она эквивалентна лампе мощностью около 1100 Вт, что достаточно для обогрева атмосферы Солнца и запуска солнечного ветра ».
Как указывает Макинтош в своем 28 июля Природа В статье альфвеновские волны довольно просты. Их движение колеблется вверх и вниз по линиям магнитного поля, подобно тому, как вибрация распространяется по гитарной струне. Окружающее Солнце плазменное поле движется в гармонии с линиями поля. SDO может «видеть» и отслеживать это движение. Хотя сценарий гораздо более сложный, понимание волн является ключом к пониманию природы связи Солнца с Землей и других менее ясных вопросов, таких как причины коронального нагрева и скорости солнечного ветра.
«Мы знаем, что существуют механизмы, которые снабжают огромный резервуар энергии на поверхности Солнца, - говорит ученый-космонавт Владимир Айрапетян из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. - Эта энергия накачивается в энергию магнитного поля, которая переносится в Солнце. атмосфера, а затем выпущен в виде тепла. Но определение деталей этого механизма уже давно обсуждается. Айрапетян отмечает, что подобное исследование подтверждает, что альфвеновские волны могут быть частью этого процесса, но что даже с SDO у нас еще нет разрешения изображения, чтобы окончательно это доказать.
Ханнес Альфвен впервые теоретизировал волны в 1942 году, но только в 2007 году они действительно наблюдались. Это доказало, что они могли переносить энергию с поверхности Солнца в атмосферу, но энергия была слишком слабой, чтобы объяснить высокую температуру короны. Это исследование говорит, что эти оригинальные цифры, возможно, были недооценены. Макинтош в сотрудничестве с командой из Lockheed Martin, норвежского университета Осло и бельгийского католического университета Левена проанализировал большие колебания в фильмах с инструмента SDO Atmospheric Imagine Assembly (AIA), снятого 25 апреля 2010 года. «Наше кодовое название для это исследование было «Вигглз», - говорит Макинтош. «Потому что фильмы действительно выглядят так, как будто Солнце было сделано из-за того, что Джелл-О всюду шевелится взад-вперед. Очевидно, что эти покачивания несут энергию. ”
«Шевеления» - известные как спикулы - были затем смоделированы против волн Альфвена и признаны подходящими. Однажды определенная, команда могла тогда проанализировать форму, скорость и энергию волн. «Синусоидальные кривые отклонялись наружу со скоростью более 30 миль в секунду и повторялись каждые 150 - 550 секунд. Эти скорости означают, что волны будут достаточно энергичными, чтобы ускорять быстрый солнечный ветер и нагревать тихую корону ». говорит команда. «Короткость повторения, известная как период волны, также важна. Чем короче период, тем легче для волны выпустить свою энергию в корональную атмосферу, что является важным шагом в этом процессе ».
По предварительным данным, спикулы прыгали до корональной температуры не менее 1,8 миллиона градусов по Фаренгейту. Спаривание альфвеновских волн и тепла может быть именно тем, что требуется для поддержания короны при ее текущей температуре… но этого недостаточно, чтобы вызвать радиационные выбросы. «Знание, что в волнах может быть достаточно энергии, - это только половина проблемы», - говорит Айрапетян Годдарда. «Следующий вопрос - выяснить, какая часть этой энергии превращается в тепло. Это может быть все, или 20 процентов, поэтому нам нужно знать детали этого преобразования ».
Больше учиться? Еще бы'. И команда SDO справляется с этой задачей.
«Мы до сих пор не до конца понимаем происходящий процесс, но нам все лучше и лучше наблюдать, - говорит Макинтош. «Следующим шагом для людей является усовершенствование теорий и моделей, чтобы действительно охватить суть происходящей физики».
Оригинальная история Источник: NASA SDO News.
