Астрономы бьются над загадкой «солнечных точек» — аномальных ярких крапинок на поверхности звезды
Астрономы назвали эти странные образования «солнечными точками». Анализ показал, что это мимолетное явление, вероятно, является результатом магнитных махинаций, что неудивительно, учитывая, что изменения магнитного поля играют огромную роль во всевозможных странных солнечных явлениях.
Тем не менее открытие предполагает, что Солнце еще сложнее, чем мы думали. Анализ «солнечных веснушек» может улучшить наше понимание роли магнитного поля в солнечной динамике и самого магнитного поля.
Солнечные веснушки
Яркие точки были замечены на изображениях с совместного солнечного орбитального аппарата НАСА и ЕКА, который был запущен в 2020 году, когда Солнце только что вошло в новый цикл и становилось все более активным. 20 мая 2020 года космический корабль сфотографировал некоторые области магнитного потока с магнитными петлями, поднимающимися из солнечной фотосферы.
Солнечное магнитное поле — сложная система. Она генерируется динамо-процессом в недрах Солнца — движением конвекционной проводящей жидкости, создающей электрические и магнитные поля. Мы точно не знаем, как именно оно работает, но результирующие силовые линии магнитного поля многочисленны, динамичны и сложны.
Солнечные пятна, например, представляют собой области, где магнитные поля особенно сильны, а солнечные вспышки и выбросы корональной массы возникают в результате разрыва и повторного соединения силовых линий магнитного поля. Упомянутые ранее 11-летние солнечные циклы обусловлены инверсией магнитного поля, которая происходит каждые 11 лет, когда магнитные полюса Солнца меняются местами.
Под руководством астрофизика Санджива Тивари из Лаборатории солнечной и астрофизической физики Локхид Мартин группа ученых внимательно изучила одну из этих областей магнитного потока, изображенную в экстремальных ультрафиолетовых длинах волн. Исследователи обнаружили крошечные круглые точки яркого света, почти скрытые в солнечной плазме.
Обработка изображений привлекла внимание к точкам, что позволило команде изучить их в деталях. В течение примерно часа они смогли наблюдать и охарактеризовать около 170 точек.
В целом, в среднем, точки были около 675 километров в диаметре (для огромного Солнца это совсем крошечные пятнышки), и примерно на 30% ярче окружающей плазмы. Они существовали в среднем всего 50 секунд, прежде чем полностью исчезнуть. Около половины точек оставались изолированными на протяжении своей короткой жизни, в то время как остальные разделялись на две части, сливались с другими точками или образовывали взрывные петли или струи.
Сравнение с данными Обсерватории солнечной динамики НАСА, показывающими магнитное поле Солнца, показало, что точки появлялись во всем поле зрения, охватываемом Solar Orbiter, но были более плотно сгруппированы в более магнитно-активных областях, особенно в более крупных и ярких точках.
В чем секрет?
Следующим шагом было попытаться выяснить, что вызывает крапинки. Это потребовало использования программного обеспечения, моделирующего магнитогидродинамику солнечной атмосферы Bifrost. Моделирование показало, что точки могут быть моментами магнитного пересоединения между силовыми линиями магнитного поля, исходящими от поверхности Солнца, и силовыми линиями магнитного поля, спускающимися в нее.
Поскольку магнитное пересоединение в солнечной атмосфере создает петли, это может объяснить, почему многие точки вытягиваются в протяженную петлю во время своей эволюции.
Однако некоторые точки не появлялись в областях со спутанными магнитными полями, что предполагает наличие нескольких путей образования этих загадочных объектов. Одним из возможных объяснений, по словам команды, является распространение магнитоакустических волн в солнечной плазме, которые могут вызывать удары, приводящие к появлению точек.
Но загадка далека от разрешения. Точки, полученные с помощью Solar Orbiter, — не единственные точки, видимые на Солнце, они наблюдались на разных длинах волн и в разных магнитных средах. Команда заявила, что будущие исследования могут помочь решить эти открытые вопросы, приблизив нас к истинному пониманию нашей очаровательной звезды.