Навукоўцы ўпершыню вымералі электрычнае поле Сонца

Даследаванне апублікавалі амерыканскія навукоўцы.

Амерыканскія навукоўцы на аснове звестак сонечнага зонда NASA Parker Solar Probe вымералі інтэнсіўнасць плыні электронаў – асноўнага складніку сонечнага ветру, што ўпершыню дазволіла дакладна разлічыць патэнцыял электрычнага поля Сонца. Вынікі даследавання апублікаваныя ў часопісе The Astrophysical Journal.

Электрычнае поле Сонца ўзнікае ў выніку ўзаемадзеяння пратонаў і электронаў, якія ўтвараюцца пры падзеле атамаў вадароду пад дзеяннем цяпла, генераванага тэрмаядзерным сінтэзам глыбока ўнутры Сонца. І тыя, і другія часціцы складаюць сонечны вецер, які зносіцца ад сонечнай паверхні ў кірунку вонкавага пласта геліясферы.

Некаторыя электроны ўтрымліваюцца ў плыні станоўча зараджанымі пратонамі, а некаторыя, валодаючы масай у 1800 разоў меншай, чым у пратонаў, адрываюцца ад іх і вяртаюцца назад да паверхні Сонца. Гэты рух электронаў вызначае электрычнае поле Сонца.

Фізікі з Універсітэта Аёвы прааналізавалі новыя звесткі, атрыманыя ад аўтаматычнага касмічнага апарата для вывучэння кароны Сонца Parker Solar Probe, які праляцеў усяго за 0,1 астранамічнай адзінкі ад зоркі – бліжэй, чым любы карабель да гэтага – і атрымалі новае ўяўленне пра электрычнае поле Сонца.

"Ключавы момант – гэта тое, што вы не можаце праводзіць такія вымярэнні ўдалечыні ад Сонца. Вы можаце зрабіць іх толькі тады, калі наблізіцеся, – прыводзяцца ў прэс-рэлізе ўніверсітэта словы аднаго з аўтараў даследавання Джаспера Халекаса (Jasper Halekas), дацэнта кафедры фізікі і астраноміі. – Гэта ўсё роўна што спрабаваць зразумець вадаспад, гледзячы на раку за мілю ніжэй па плыні. Вымярэнні, якія мы зрабілі на адлегласці 0,1 астранамічнай адзінкі – гэта як бы ўнутры вадаспаду".

Сярод іншага даследнікі ацанілі суадносіны электронаў, якія злятаюць і вяртаюцца, і дакладней чым калі б там ні было разлічылі параметры электрычнага поля Сонца, ягоную шырыню і канфігурацыю.

"Электроны спрабуюць уцячы, а пратоны імкнуцца адцягнуць іх назад. Гэта і ёсць электрычнае поле, – кажа Халекас. – Калі б не было электрычнага поля, усе электроны накіраваліся прэч і зніклі. Але электрычнае поле ўтрымлівае ўсе часціцы разам як адна аднастайная плыня".

Даследнікі вобразна апісваюць электрычнае поле Сонца ў выглядзе вялізнай чары, а электроны – у выглядзе шарыкаў, што каціліся па яе ўнутранай паверхні з рознай хуткасцю. Некаторыя электроны, або шарыкі, дастаткова рухомыя, каб перасячы край чары, у той час як іншыя паступова запавольваюцца і ў канчатковым выніку скочваюцца на дно чары.

"У сутнасці, існуе энэргетычная мяжа паміж тымі шарыкамі, якія пакідаюць чару, і тымі, якія гэтага не могуць зрабіць, і яе можна вымераць. Знаходзячыся дастаткова блізка да Сонца, мы можам праводзіць дакладныя вымярэнні размеркавання электронаў. Перш за ўсё мы вымяраем тыя электроны, якія вяртаюцца, а не тыя, якія злятаць, – тлумачыць навуковец. – Так мы можам вызначыць, якая частка гэтага паскарэння забяспечваецца электрычным полем Сонца. Падобна на тое, што гэта вельмі невялікая частка. Гэта не галоўнае, што дае імпульс сонечнаму ветру, але гэта паказвае на іншыя механізмы, якія даюць больш энэргіі".

Аўтары спадзяюцца, што вынікі іхняга вывучэнне дазволяць скласці больш дакладнае ўяўленне пра сонечны вецер – струмяні плазмы, якая з хуткасцю мільёны кіламетраў у гадзіну адлятае ад Сонца і абмывае Зямлю і іншыя планеты Сонечнай сістэмы, а таксама істотна ўплывае на працу камічных апаратаў.