Астрономія
Астрономія

Хімічні зміни в плазмі сонячної корони пов’язали з сонячними плямами

Астрономи вивчили просторовий розподіл плазми різного складу навколо однієї з найбільших сонячних плям попереднього циклу активності Сонця, про що вони пишуть у журналі The Astrophysical Journal. Це дозволило пов’язати зміни в складі плазми сонячної корони з сонячними плямами.

Чому склад хромосфери та корони відрізняється?

Атмосфера Сонця складається з трьох шарів: фотосфери, хромосфери та корони. Вчені давно помітили різницю між хімічним складом фотосфери Сонця (нижнім шаром атмосфери зірки, де створюється більша частина її випромінювання) та його короною (верхнім розрідженим шаром). Зокрема, у замкнутих корональних петлях, в повільному сонячному вітрі та в сонячних енергетичних частинках у 2–4 рази більше елементів, для першої іонізації яких потрібні низькі енергії.

Корональні петлі. NASA/Goddard Space Flight Center

Корональні петлі. NASA/Goddard Space Flight Center

Тобто, існує сила, що відділяє іонізовані та нейтральні частинки. Вважається, що за це відповідають так звані альвенівські хвилі — поперечні магнітодинамічні хвилі у плазмі. Вони діють лише на іони, залишаючи нейтральні елементи незмінними. Внаслідок їхнього впливу іонізовані елементи спрямовуються вгору, що призводить до збільшення їхньої кількості в короні. Напрямок і резонанс альвенівських хвиль є дуже важливими для ступеню фракціонування плазми.

Що досліджували вчені?

Астрономи вивчили детальну, просторово вирішену мапу сонячної плями AR 12546, яка була однією з найбільших під час попереднього, 24 циклу сонячної активності.

Досліджувані корональні петлі. Deborah Baker et al.

Досліджувані корональні петлі. Deborah Baker et al.

Виявилося, що у магнітному полі корони над тінню плями плазма має такий самий склад, що і фотосфера. Корональні петлі, що починаються та завершуються у напівтіні, вже містять фракціоновану плазму, причому найбільша різниця спостерігається в петлях, які з'єднуються в активній області. Простежуючи лінії магнітного поля від областей фракціонованої плазми в короні до місць коливань альвеніських хвиль у хромосфері, вчені визначили, що вони магнітно пов'язані. Таким чином, це демонструє зв'язок між активністю сонячних плям і змінами складу корональної плазми.


Так як активність Сонця значно впливає на електронні прилади Землі, важливо за нею слідкувати. Нещодавно астрономи повідомили про початок нового, 25 циклу сонячної активності та спрогнозували його помірність. Інша група дослідників, навпаки, вважає, що він буде одним з найбільш активним за увесь час спостережень. Крім того, вчені реконструювали дані щодо сонячної активності за тисячоліття, вивчаючи кільця дерев.

корональних петлях
Створена магнітним потоком структура у короні, що починається і закінчується у фотосфері
іонізації
Утворення електрично заряджених частинок
тінню
Центральна темна частина сонячної плями
напівтіні
Кільце, що оточує тінь