16 июля 2019, вторник, 4:20
Мы в одной лодке
Рубрики

Ученые раскрыли тайну, которую Солнце скрывало от людей 500 лет

3

Открытие совершили физики из Мичигана.

Главная тайна Солнца в его температуре. Точнее, в разнице температур. По какой-то загадочной причине внешние области атмосферы нашего светила - так называемая корона — нагреты гораздо сильнее его самого, пишет kp.ru.

На поверхности Солнца - около 6 тысяч градусов. По логике, чем дальше от него, тем должно быть прохладнее. Температуре следовало бы убывать по мере удаления от светила. Но она, наоборот, растет. В сотни раз. Внешняя атмосфера Солнца - та самая корона - нагрета аж до миллиона градусов. А местами и сильнее. Почему?

Гелиофизики из Университета Мичигана (University of Michigan - UM) вроде бы нашли ответ. Но убедиться в том, что они и в самом деле правы, можно будет лишь через два года — когда сквозь аномально нагретые участки солнечной короны пролетит теплостойкий зонд «Паркер» (Parker Solar Probe). Его запустили специально для того, чтобы исследовать внешнюю — неизведанную - область атмосферы нашего светила. И наблюдать за циклопическими процессами, происходящими там.

По словам Джастина Каспера (Justin Kasper) — профессора UM и ведущего специалиста миссии «Паркер», о том, что у Солнца есть некая «жгучая» тайна, известно уже 500 лет — с тех пор, как астрономов начала изумлять сияющая солнечная корона, которая становилась хорошо заметной во время солнечных затмений. В суть тайны проникли примерно 70 лет назад, а 12 лет назад её чуть приоткрыли. Но до конца не разобрались.

Ученые понимали, что корона не может нагреваться просто так — от самого Солнца. Словно бы от печки. Законы термодинамики препятствуют. Значит повышение температуры вдали от светила происходит не в результате теплообмена, а за счет каких-то иных процессов. Например, волновых, возникающих в плазменной атмосфере.

Еще в 1947 году шведский ученый Ханнес Альфвен (Hannes Alfvеn) — нобелевский лауреат по физике 1970 года — предсказал существование волн солнечной плазмы, которые зарождаются в солнечной фотосфере, распространяются вдоль магнитных силовых линий, направляются в корону и, перенося тем самым энергию, ее — корону — нагревают. Волны назвали именем их «открывателя» - волнами Альфвена. Или альфвеновскими. Но сам феномен обнаружили лишь в 2007 году.

Волны Альфвена в солнечной короне разглядели в телескоп Скотт Макинтош (Scott McIntosh) и Стив Томчик (Steve Tomczyk) из Национального центра атмосферных исследований (National Center for Atmospheric Research). Разглядели с Земли, но усомнились, что они способны нагреть корону - сами по себе и столь сильно.

Джастин Каспер с коллегами полагают, что главная тайна Солнца все же связана с волнами Альфвена. Их, по мнению ученых, вполне хватает для нагрева. Потому что эти волны идут не только от Солнца, но и в обратном направлении. В итоге, вокруг светила возникает зона перегрева эдакая сфера, которая простирается до так называемой точки Альфвена. Миновав её, волны уже не могут пойти вспять — против солнечного ветра, набравшего огромную скорость.

Расчеты свидетельствуют: радиус сферы перегрева может быть больше солнечного в 10-50 раз. Внешний её край и сверкает солнечной короной. Наполняют корону разогретые заряженные частицы. Некоторые ионы в 10 раз горячее присутствующего в короне водорода, который, в свою очередь, горячее того, что находится в солнечном ядре.

В 2021 году во время очередного сближения со светилом зонд «Паркер» впервые достигнет зоны перегрева - испытает на себе «удары» волн Альфвена. Собранные данные помогут окончательно разобраться с тем, что творится в солнечной короне, во власти которой находятся и Земля и её обитатели.

Кстати, есть пока неразгаданная тайна и в солнечном ветре. Этот горячий поток заряженных частиц, несущихся от нашего светила со скоростью в несколько миллионов километров в час, «омывает» всю нашу систему. Планеты, кометы, астероиды «чувствуют» его всплески. А рядом с Солнцем - у поверхности - никакого ветра нет. Почему? Не исключено, что ученые и это поймут.

8 ноября 2018 года, когда зонд «Паркер», который находился примерно в 23 миллионах километров от Солнца, чуть-чуть погрузился в солнечную корону. В объектив его камеры WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) попали корональные скримеры - струи солнечной плазмы. Это фото недавно обнародовало NASA.

Специалисты поясняют: струями плазмы Солнце пульнуло со своего восточного края. Яркий круг, сверкающий на снимке чуть ниже струй, это Меркурий. Десяток каких-то черных кругов — это не корабли инопланетян, не рой планет вроде нибиру, а дефекты съемки.

Parker Solar Probe стартовал с Земли 12 августа 2018 года, 28 сентября обогнул Венеру и устремился к Солнцу. 29 октября 2018 года оказался на расстоянии в 43 миллиона километров от нашего светила. И тем самым побил рекорд аппарата Helios-2, созданного учеными Германии и США, который держался с 1976 года.

Зонд должен пролетать минимум до 2025 года, время от времени сближаясь с Солнцем. Запланированы 24 сближений. На последнем - аппарат должен оказаться всего в 6 миллионах километрах от светила. То есть, в самой его короне.

Parker Solar Probe разработали и построили специалисты из Лаборатории прикладной физики в Университете Джона Хопкинса - APL (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland) в рамках программы НАСА под названием «Живя со звездой» ( Living With a Star).

Зонд, да и вся миссия названы в честь известного американского астрофизика Юджина Паркера (Eugene Parker).

Parker Solar Probe с «паркетный» внедорожник. Зонд - огнеупорный. Должен выдерживать нагрев в 1400 - 1500 градусов Цельсия. Это почти температура плавления железа. От солнечного жара его оградят пористое покрытие из углеродного композита толщиной 11,43 сантиметра и щит из того же материала. Под ним, словно под зонтиком, аппарат будет прятаться и от палящих лучей, и от жесткого рентгеновского излучения. Защита легкая — почти ничего не весит, но тугоплавкая.

Электропитание - от солнечных батарей. Что естественно для такой миссии. Панели батарей - поворотные. Угол их наклона будет уменьшаться по мере приближения к Солнцу. А часть батарей - скрываться в тени щита.

Исследователи уверяют, что температура внутри зонда — там, где установлена аппаратура, даже в самые жаркие дни будет комнатной. Ну, почти комнатной — 29 градусов.