Стратосферная обсерватория на высоте 35 км заметила торнадо на Солнце
Вихри в хромосфере наблюдались и раньше, а теперь стала понятна причина их возникновения.
С 10 по 16 июля 2024 года стратосферная обсерватория Sunrise III пролетела из Швеции до Канады на высоте 35–37 км, не сводя «глаз» — высокотехнологичных инструментов — с Солнца. За это время было собрано более 200 терабайт бесценных данных. Результаты их обработки начал публиковать The Astrophysical Journal Letters.
За 6,5 дней полета Солнце продемонстрировало всю гамму своего поведения: наряду со спокойными областями, соответствующими умеренной норме, наблюдались и многочисленные признаки его неспокойного нрава — пятна, мелкие и крупные вспышки, а также участки с аномально сильным магнитным полем.
«Полученные результаты столь же разнообразны, как и само Солнце. Они раскрывают новые детали о спокойном состоянии Солнца и помогают понять его взрывную сторону», — говорит руководительница Научной рабочей группы Sunrise III Смита Нараянамурти из Института исследований Солнечной системы Макса Планка.
Торнадо и магнитные жгуты на нашей звезде
Колебания. Турбулентные потоки плазмы внутри Солнца порождают волны, распространяющиеся по всей звезде вплоть до ее нижних слоев атмосферы. Акустические волны с периодом около пяти минут до сих пор наблюдались в основном на высоте 100–200 километров над видимой поверхностью. Благодаря Sunrise III ученым впервые удалось проследить распространение этих волн в фотосфере и хромосфере, охватив слой высотой до 2000 км над поверхностью светила, и изучить влияние магнитного поля в этой области.
Солнечные вспышки. Во время полета Sunrise III на Солнце произошла вспышка класса M5.3. Стратосферная обсерватория в подробностях отследила ее зарождение и развитие.
Солнечные торнадо. Магнитные силовые линии, уходящие из спокойных областей поверхности Солнца в хромосферу, ранее считались сравнительно «упорядоченными». Данные Sunrise III в сочетании с компьютерным моделированием рисуют иную картину — тонко закрученные магнитные нити вплетены в упорядоченные магнитные жгуты. Они управляют потоками горячей плазмы в хромосфере и, вероятно, служат местом зарождения маленьких «солнечных торнадо».
Путешествие в полярный день
Главная причина высочайшего качества данных Sunrise III — и, соответственно, успеха всей миссии — кроется в «рабочем месте» обсерватории. На высоте около 35 километров ему намного меньше мешает атмосфера. Кроме того — маршрут и даты полета: исследование проводилось в полярный день.
Не менее важную роль сыграло и научное оснащение обсерватории:
телескоп с диаметром главного зеркала в один метр собирал солнечный свет; три прибора — SUSI (ультрафиолетовый спектрополяриметр), TuMag (магнитограф) и SCIP (инфракрасный спектрополяриметр) — обрабатывали его; сложнейшая система стабилизации изображения обеспечивала четкость снимков.
Обсерватория делала снимки с интервалом около четверти секунды, различая детали размером всего до 50 километров — и все это с расстояния почти 150 миллионов километров. Кроме того, Sunrise III исследовала широкий диапазон длин волн солнечного света — от ультрафиолета до инфракрасного — и могла различать даже очень близкие по длине волны участки спектра.