Солнце плюется: Беспокойная звезда
Анализируя записи, переданные с околосолнечной орбиты японским зондом Hinode («Восход»), ученые обнаружили, что время от времени Солнце ощетинивается мощными выбросами — рентгеновскими джетами. Сотни раз в сутки они вздымаются над поверхностью звезды, поднимая с собой пузыри раскаленных газов размерами с один из земных континентов, на скорости около 3 млн. км/ч. Эти джеты вносят значительный вклад в формирование солнечного ветра и, возможно, помогут объяснить старую астрономическую проблему — перегрев солнечной короны.
По словам одного из соавторов исследования Джонатана Киртена (Jonathan Cirtain), «Впервые мы обнаружили джеты год назад, в ноябре 2006 г. Зонд тогда недавно запустили, и его инструменты только включили». Чтобы откалибровать рентгеновский телескоп, установленный на нем, центр управления навел его на черную область солнечной атмосферы — корону — ко всеобщему удивлению, обнаружилось, что в этом диапазоне она отнюдь не черна.
Киртен замечает, что рентгеновские джеты наблюдались и ранее — но совсем не в таком количестве. Первые из них были зафиксированы еще представителем первого поколения рентгеновских телескопов, который был установлен на борту аппарата Skylab, работавшей в 1970-х. Эти данные подтверждались и наблюдениями других миссий в 1980-х и 1990-х. Однако до сих пор считалось, что такие джеты — довольно редкое явление, на Солнце они появляются не чаще 1−2 раза в день, и особого внимания ученых недостойны.
Но Hinode заставил их изменить свое мнение. Мощный современный рентгеновский телескоп, установленный на нем, смог зафиксировать быстрые выбросы, недоступные аппаратуре предыдущих поколений. «Теперь ясно, — продолжает Киртен, — что джеты появляются постоянно, около 240 штук в день, на всех широтах, внутри солнечной короны, внутри солнечных пятен — словом, куда б мы ни направляли наши датчики. Похоже, они представляют основную форму солнечной активности» — и вот как они выглядят:
Каждый джет запускается в результате таких же возмущений электромагнитного поля звезды, что и те, которые создают гораздо более мощные плазменные бури, протуберанцы. Средний джет несет примерно в 1000 раз меньше энергии, чем средний протуберанец. По отдельности они действительно не слишком мощны — но, учитывая их количество, с их влиянием нельзя не считаться. «Суммарная энергия джетов сравнима с энергией протуберанцев», — добавляет Джонатан Киртен.
Джеты могут вносить значительный вклад в формирование солнечного ветра — потока заряженных частиц, на большой скорости уносящихся от звезды в открытый космос. Этот поток, состоящий, в основном, из протонов и электронов, достигает Земли, хотя основная масса его отклоняется магнитным полем нашей планеты, и оказывает серьезное влияние на нас. Солнечный ветер является причиной полярного сияния (читайте подробнее об этом явлении: «Небесный телевизор»), может вызывать нестабильности в работе электрических систем. Но что является источником этих мощных потоков? По расчетам группы Киртена, частицы, которые выбрасывают джеты, дают от 15 до 25% материи солнечного ветра.
Кроме того, джеты могут оказывать влияние на перегрев внешней атмосферы Солнца — той ее части, которая известна под названием солнечной короны. Раскаленная корона до сих пор интригует ученых: на поверхности светила температура достигает нескольких тысяч градусов по Цельсию, в то время как корона, находящаяся у границы с ледяным космосом, нагревается до миллионов. Причины этого явления остаются до конца неясными, но, возможно, джеты внесут в вопрос некоторую определенность.
Внимательно изучив поведение четырех джетов, Киртен с коллегами обнаружили, что они запускают мощные электромагнитные волны в верхние слои солнечной атмосферы — «волны Альфвена». Двигаясь сквозь корону, они, упрощенно говоря, громко «щелкают» (примерно так, как щелкает кончиком хлыст дрессировщика), что вызывает перегрев короны в этой области. Резкий щелчок хлыста происходит в момент передачи энергии от очень быстро движущегося кончика в окружающий воздух. В принципе, такой же механизм может и нагревать корону, когда волны Альфвена проходят через нее. Киртен соглашается, что лишь этим объяснить колоссальный перегрев короны нельзя, но уверен, что такой процесс вносит в него серьезный вклад.
О других находках, сделанных миссией Hinode, читайте: «"Восход" на Солнце», «Солнечное ископаемое».
По сообщению NASA