На фотографии видна солнечная корона во время полного солнечного затмения и исходящий из нее солнечный ветер (волокнистые структуры, расходящиеся к краям снимка).

Солнце и его атмосфера состоят из плазмы — ионизованного газа, содержащего положительно и отрицательно заряженные частицы. Если этим частицам удается преодолеть притяжение, они «утекают» в космос вдоль линий магнитного поля Солнца. Так и образуется солнечный ветер — поток заряженных частиц от Солнца, который распространяется далеко за пределы орбит всех планет до гелиопаузы. В непосредственной близости от Солнца частицы собираются в своего рода ламинарные «струи» (различимые на верхней фотографии, они хорошо просматриваются у полюсов Солнца — выше и ниже него). А вот на большом расстоянии от звезды (например, около Земли) от этих струй ничего не остается и потоки солнечного ветра уже турбулентные и, если можно так выразиться, порывистые. Как и где в солнечной короне происходит превращение из упорядоченных струй в турбулентные потоки, ученым до недавнего времени было неясно.

Полярное сияние — яркий пример взаимодействия солнечного ветра с внешним магнитным полем (в данном случае это магнитное поле Земли). Фото с сайта thediagonal.com

Буквально на днях вышла статья с тщательным анализом снимков космической обсерватории STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory). Ученым удалось увидеть, как солнечный ветер переходит из одного состояния в другое. На расстоянии порядка 30 млн км от поверхности Солнца, где это происходит, вещество солнечного ветра очень разреженно, и хотя в нем есть рассеивающие свет электроны, — то есть его можно «разглядеть», — сделать это сложно. Ученым пришлось сильно обработать снимки, чтобы убрать с них засветку Солнца, свет от фоновых звезд и другие шумы.

Слева: серия снимков солнечного ветра, сделанная обсерваторией STEREO. Справа: часть этого изображения после специальной обработки, в результате которой была убрана засветка от Солнца, свет фоновых звезд и прочие шумы, включая даже рассеянный свет от частичек пыли. Такая обработка позволила увидеть превращение упорядоченных струй солнечного вещества в турбулентные потоки. Анимация с сайта nasa.gov

Предложено и объяснение происходящего превращения. Вблизи Солнца его магнитное поле сильное и создает «напор», который направляет частицы ветра прочь в виде гладких струй. Но по мере удаления напряженность магнитного поля падает быстрее, чем давление вещества, и «контроль» магнитного поля над плазмой ослабевает. В какой-то момент его уже не хватает, и вещество начинает вести себя скорее как газ, нежели как плазма. Чем-то это напоминает то, как ведет себя струя воды из шланга: сначала она ровная, но потом «ломается», распадаясь на части и брызги.

Анимация короны и солнечного ветра (масштаб не соблюден) с сайта nasa.gov

В 2018 году NASA планирует отправить к Солнцу новый корональный зонд. Solar Probe Plus должен будет войти непосредственно в солнечную корону и собрать еще более ценные данные о происхождении и эволюции солнечного ветра.

Фото © Miloslav Druckmüller, Peter Aniol, Vojtech Rušin, Ľubomír Klocok, Karel Martišek, Martin Dietzel с сайта zam.fme.vutbr.cz

источник