Команда ученых из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) сделала весомый шаг вперед в понимании природы солнечного ветра. Благодаря поддержке Российского научного фонда (РНФ), исследователям удалось продвинуться в изучении процессов, определяющих формирование солнечного ветра — важнейшего явления, влияющего на условия в космическом пространстве и на Земле. Новый взгляд на этот феномен не только расширяет наши фундаментальные знания о работе Солнца, но и открывает перспективу для точного прогнозирования космической погоды, столь необходимого для развития современных технологий.
Солнечный ветер и его влияние на Землю
Солнечный ветер представляет собой бурный поток заряженных частиц, который непрерывно исходит от поверхности Солнца и устремляется во все стороны Солнечной системы. Этот поток достигает нашей планеты всего за несколько суток и оказывает прямое воздействие на атмосферу и магнитное поле Земли. Именно солнечный ветер способствует возникновению магнитных бурь и ионосферных возмущений, что оказывает влияние на работу спутников, навигационных систем и даже электросетей. Понимание фундаментальных причин появления и характеристик солнечного ветра становится важнейшей задачей для обеспечения надежности технологических инфраструктур.
Макроспикулы — ключ к разгадке коронального происхождения ветра
Исследование специалистов ФИАН предоставило новое объяснение механизма образования солнечного ветра. Основное внимание ученые уделили макроспикулам — тонким, вытянутым образованиям на краю солнечного диска. Эти загадочные струи плазмы, поднимающиеся с нижних слоев солнечной атмосферы, способны достигать высоты свыше 10 тысяч километров. На фотографиях макроспикулы напоминают сияющую бахрому, окружающую Солнце, и долгое время оставались малоизученными феноменами.
Для изучения процессов в макроспикулах ученые проанализировали обширный массив данных, собранных за шесть лет рентгеновским телескопом AIA (Atmospheric Imaging Assembly) на борту Обсерватории солнечной динамики (SDO), выведенной на орбиту НАСА (организация выполняет функции иностранного агента). В результате кропотливого анализа траекторий 330 макроспикул исследователи пришли к выводу, что во время своего движения эти структуры теряют значительную долю массы и энергии.
Выяснилось, что корона Солнца — внешняя газо-плазменная оболочка звезды — аккумулирует энергию и вещество, покидающие макроспикулы. Таким образом, именно корональный слой Солнца становится "посредником" для появления солнечного ветра, а макроспикулы получают центральную роль в нагреве и пополнении массы короны. Более того, данный механизм, вероятно, работает и у других звезд сходного типа.
Влияние новых данных на прогнозы космической погоды
До последнего времени моделирование скорости и потоков солнечного ветра было связано с большими погрешностями, что сдерживало развитие целых отраслей, зависящих от стабильности космической среды. В условиях все более активного освоения человеком космического пространства, развертывания новых спутниковых группировок, повышение точности прогнозов становится исключительно значимым.
Главный научный сотрудник лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН, профессор Сергей Богачев, выразил оптимизм по поводу открытий коллег. По его мнению, итог работы дает серьезные основания полагать, что макроспикулы — ранее малоучитываемый механизм — способны значительно повлиять на понимание причин и особенностей возникновения солнечного ветра. Теперь, когда появляются новые аргументы в пользу ведущей роли макроспикул в формировании горячей короны и солнечного ветра, возрастает и надежда на правильное построение моделей прогнозирования космической погоды.
Сотрудничество и будущее исследований
Проект объединил усилия российских ученых с глобальным опытом наблюдений, полученных благодаря передовым космическим аппаратам и Международному сотрудничеству, в том числе с участием Обсерватории солнечной динамики (SDO), запущенной иностранным агентом — NASA. Шестилетний объем наблюдений позволил скрупулезно сопоставить теоретические выкладки с реальными траекториями макроспикул, что значительно повысило достоверность выводов.
Команда ФИАН планирует продолжать исследования, сосредотачиваясь на точной количественной оценке влияния макроспикул на динамику солнечной короны и долгосрочное поведение солнечного ветра. Не исключено, что в будущем это позволит не только прогнозировать, но и предотвращать негативные последствия космической погоды для Земли.
Оптимистичный взгляд на значение открытия
Открытие ученых ФИАН знаменует собой новый этап в понимании фундаментальных процессов, протекающих на Солнце. Такой прогресс сулит реальные преимущества не только для астрономии, но и для отраслей высоких технологий, связанных с эксплуатацией космической техники и обеспечением глобальной коммуникации. Современная наука вновь демонстрирует: благодаря сотрудничеству, использованию самых точных инструментов и поддержке таких организаций, как Российский научный фонд, человечество становится ближе к разгадке сложнейших тайн Вселенной. Оптимизм по поводу дальнейших открытий оправдан — исследование солнечного ветра и его источника макроспикулами обещает еще немало удивительных научных инсайтов.
Изображение: © NASA Goddard Space Flight Center (иностранный агент)
Источник: scientificrussia.ru
