Ученые обнаружили аномальный нагрев в верхних слоях атмосферы Солнца

В своем исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, ученые из Юньнаньской обсерватории Китайской академии наук представили полную физическую картину аномального прогрева верхних слоев атмосферы Солнца, включая солнечную корону и хромосферу.

Загадка аномального прогрева короны является одной из восьми ключевых проблем современной астрономии. Подобным образом, феномен аномального прогрева хромосферы Солнца остается вызывающим замешательство для физиков.

Наблюдения, полученные с использованием крупных телескопов и космических аппаратов, позволили выявить потенциальную магнитную активность, которая, вероятно, является источником этого прогрева. В то же время, различные теоретические исследования предложили разнообразные механизмы прогрева, однако ни один из них не был окончательно подтвержден. Таким образом, наше понимание процессов прогрева верхних слоев солнечной атмосферы остается неполным.

Данное исследование предлагает новый подход, отходящий от традиционного причинно-следственного метода. Вместо этого, оно исходит из результатов и возвращает к причинам. Анализ характеристик верхних слоев атмосферы, а затем выявление корреляций с различными магнитными полями — единственным известным источником энергии, необходимой для прогрева этих слоев.

В рамках исследования вся верхняя атмосфера рассматривается как единая система, подвергающаяся аномальному прогреву и сохраняющая аномально высокие температуры на протяжении продолжительного времени. Следовательно, наиболее подходящим и необходимым методом исследования является анализ долговременных наблюдений полной хромосферы и короны.

После многолетних наблюдений глобальной хромосферы в линии Ca II K и глобальной короны в корональной зеленой линии, исследование впервые дает четкий ответ на вопрос о механизме аномального прогрева верхней атмосферы.

Исследователи обнаружили, что основным источником тепла для спокойной хромосферы являются сетевые магнитные поля, причем магнитная конфигурация их структур купола существенно затрудняет выход заряженных частиц, тепловой энергии и определенных волн из верхней части хромосферы.

Они также выяснили, что активная хромосфера в форме бабочки получает тепло от магнитных полей в активных и эфемерных областях, а также от передачи нисходящей энергии, происходящей в короне.

Интересно, что магнитные поля в эфемерных областях оказывают гораздо большее влияние на прогрев активной хромосферы, чем в активных областях. Прогрев спокойной хромосферы является ключевым фактором прогрева всей хромосферы.

Исследователи также показали, что прогрев магнитных полей в активных и эфемерных областях приводит к пространственному распределению активной хромосферы и активной короны в форме бабочки. Этот процесс прогрева демонстрирует долгосрочную эволюцию, согласованную с циклом солнечной активности.

Кроме того, прогрев сетевых полей приводит к продолжительной эволюции всей фоновой хромосферы и короны, противоположной солнечному циклу.