И на Солнце бывают дожди

В середине апреля в одном из астрономических журналов была опубликована статья, в которой рассказывается об интереснейшем явлении, наблюдающемся  в вечно меняющейся атмосфере Солнца — дожде! Всё верно — там действительно выпадают осадки. Хотя они, конечно, не очень похожи на те, к которым привыкли мы здесь, на Земле. У нас дожди образуются в результате охлаждения и конденсации капелек водяного пара. При температуре в тысячи градусов, как на нашей звезде, это, естественно, невозможно.

Дожди здесь состоят из сверхгорячего электрифицированного газа, то есть плазмы. Её температура на поверхности Солнца может достигать миллиона градусов по Цельсию. И, точно так же, как любой горячий газ, она склонна воспарять выше. По причине своей электрической заряженности, плазма поднимается не абы куда — она образует огненные дуги, устремляясь в соответствии с направлением магнитных полей в корону — внешнюю часть атмосферы Солнца.

В отличие от Земли, магнитное поле которой относительно незамысловато — с северным и южным полюсами, у нашего светила оно крайне сложное, и при этом постоянно меняется. Его линии, петли и дуги проходят через корону, и часто несут с собой горячую плазму. Поднимаясь и остывая, она конденсируется в пузырьки более плотного газа, которые начинают опускаться обратно на поверхность. И в той связи, что это очень сильно напоминает то, что происходит с водой в нашей атмосфере, учёные называют это корональным дождём.

Корональный дождь

Это явление знакомо астрономам относительно давно, и, по их мнению, изучение механизмов этого процесса даст ответ на гораздо более важную загадку — почему корона Солнца гораздо горячее его поверхности. Их температура может отличаться в 300 раз, и исследователи не до конца понимают, с чем это может быть связано. И поскольку корональный дождь прямо вызывается этой разницей температур, выяснение того, где конкретно он «выпадает», может дать некоторые ответы на суть происходящего.

Руководитель исследования Эмили Мейсон в течение нескольких лет изучала соответствующие данные. Она ожидала увидеть дожди в самых крупных магнитных петлях Солнца, которые называются шлемовыми лучами и иногда простираются более чем на полтора миллиона километров от поверхности светила. По той простой причине, что чем крупнее петля, тем больше разница температур между верхней и нижней её границами, а вместе с тем и больше возможностей для конденсации. Однако дождь был обнаружен в гораздо менее крупных магнитных петлях, так называемых «топологиях нулевых точек», достигающих лишь нескольких десятков тысяч километров в высоту. Осадки здесь выпадают практически непрерывно. Это говорит о том, что значительные изменения температуры могут достигаться в гораздо меньшем «объёме» солнечной атмосферы, чем ожидалось ранее.

Исследовательская миссия зонда Паркер

Однако вопросов ещё предостаточно. Выяснив, где нагревается корона, надо понять, из-за чего это происходит. Компьютерные симуляции показывают, что дождь должен идти и из шлемовых лучей, поэтому остаётся неясным, почему Мейсон и ее коллеги не увидели его. Вполне возможно, что из-за более постепенного изменения температуры «капли» здесь будут меньше и поэтому не столь заметны. Если вернуться к аналогиям с Землёй, то это что-то вроде измороси, а не ливня. Как бы то ни было, это также нуждается в подтверждении. Ещё одна загадка заключается в том, почему одна часть плазмы выпадает дождём, в то время как другая превращается в солнечный вечер — непрерывный поток выбрасываемой Солнцем материи.

Исследователи надеются, что зонд «Паркер», запущенный в 2018 году, поможет прояснить эту ситуацию. Он уже на подлёте, так что ждать осталось недолго.

Перевод статьи выполнен бюро переводов «ВОДОЛЕЙ»!