Обнаружены интригующие магнитные волны в фотосфере Солнца
AstroNews.ru - 12 Мая 2021 12:02:45
Исследователи подтвердили существование магнитных волн в плазме, известных как альвеновские волны, в границах фотосферы Солнца. Исследование позволяет глубже понять эти загадочные структуры, впервые описанные лауреатом Нобелевской премии по физике Ханнесом Альвеном в 1947 г.
Гигантский потенциал этих волн состоит в их способности переносить энергию и информацию на очень большие расстояния, что, в свою очередь, становится возможным, благодаря их полностью магнитной природе. Прямое обнаружение этих волн в солнечной фотосфере, нижнем слое солнечной атмосферы, является первым шагом на пути к использованию свойств таких магнитных волн.
Способность альвеновских волн переносить энергию также представляет интерес для физиков-солнечников и специалистов в области изучения плазмы, поскольку она может объяснить экстремальный «перегрев» солнечной короны – загадка, которая остается неразрешенной на протяжении более чем ста лет.
Альвеновские волны формируются, когда заряженные частицы (ионы)осциллируют в ответ на взаимодействия между магнитными полями и электрическими токами.
В пределах солнечной атмосферы могут формироваться «пучки» магнитных полей, известные как солнечные магнитные потоковые трубки. Предполагается, что альвеновские волны могут проявляться в солнечных магнитных потоковых трубках в одной из двух форм: либо как осесимметричные торсионные (скручивающие) возмущения (где симметрические осцилляции происходят вокруг оси потоковой трубки), либо как антисимметричные торсионные возмущения (где осцилляции наблюдаются как два завихрения, вращающиеся в потоковой трубке в противоположных направлениях).
Несмотря на сделанные ранее заявления, торсионные альвеновские волны никогда прежде напрямую не наблюдали в солнечной фотосфере, даже в их простейшей форме осесимметричных осцилляций магнитных потоковых трубок.
В данном исследовании ученые использовали наблюдения солнечной атмосферы в высоком разрешении, проведенные при помощи инструмента IBIS космической обсерватории INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory/INTEGRAL Европейского космического агентства, чтобы доказать существование антисимметричных торсионных волн, которые были предсказаны почти 50 лет назад.
Они также нашли, что эти волны могут извлекать большие количества энергии из солнечной фотосферы, что подтверждает потенциал данных волн для широкого спектра областей исследований и промышленных применений. Выполненное командой магнитогидродинамическое моделирование (см. видео) позволило раскрыть механизм возбуждения этих волн и показало высокое соответствие наблюдениям.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy; главный автор доктор Марко Стангалини (Marco Stangalini) из Итальянского космического агентства.