Зірки — це живі, часто непередбачувані частини Всесвіту, і багато аспектів їх фізики досі залишаються маловивченими. Це стосується і нашого Сонця, чиї мінливі погодні умови регулярно впливають на магнітні поля Землі. Але нова, перша в своєму роді карта сонячної межі може дати деякі відповіді на багато таємниць Сонця.
Астрономи під керівництвом Центру астрофізики | Гарвард і Смітсонівський інститут (CfA) створили перші безперервні 2D-карти зовнішньої поверхні Сонця — всебічну картину «гострого, пінистого» світу, сповненого сонячних вітрів, плазми, магнітних хвиль та інших зоряних явищ. Карта, опублікована сьогодні в журналі The Astrophysical Journal Letters, була складена на основі даних зонда Parker Solar Probe про поверхню Сонця, а потім уточнена за допомогою додаткових вимірювань зблизька.
«Раніше ми могли лише приблизно оцінити межі Сонця з великої відстані, не маючи можливості перевірити, чи правильна наша відповідь», — сказав у своїй заяві Сем Бадман, головний автор дослідження та астрофізик CfA. « Але тепер ми маємо точну карту, яку можемо використовувати для навігації під час дослідження».
За межею, з якої немає повернення
У певній точці атмосфери Сонця сонячний вітер прискорюється понад швидкість, з якою магнітні хвилі можуть проникати крізь неї. Ця контрольна точка, яка називається поверхнею Альфвена, є «точкою, з якої немає повернення» для будь-якої матерії — сонячного вітру, спалахів плазми — яка виривається з Сонця, щоб потрапити у вакуум космосу.
Зазвичай сонячна матерія стає реальною загрозою для Землі, коли виходить за межі Сонця і рухається в бік нашої планети. Тому, як ефективний «край» сонячної атмосфери, поверхня Альфвена представляє особливий інтерес для астрофізиків у розумінні «коливань і турбулентності в динаміці та еволюції корони», як зазначено в статті.
Картування сингулярності
Зонд NASA Parker Solar Probe з 2021 року регулярно вимірює поверхню Альфвена — саме ті дані, які були потрібні команді для перевірки їхньої карти, в якій використовувалися вимірювання попередніх космічних апаратів, таких як Solar Orbiter і Deep Space Climate Observatory.
«Дані зонда Parker Solar Probe, отримані з глибини під поверхнею Альфвена, можуть допомогти відповісти на важливі питання про корону Сонця, наприклад, чому вона така гаряча», — додав Бадман. «Зараз ми вступаємо в захоплюючий період, коли [зонд] стане безпосереднім свідком того, як ці процеси змінюються, коли Сонце вступає в наступну фазу свого циклу активності».
Відстеження сонячного циклу
Дотепер астрофізики мали приблизне уявлення про те, як ця межа рухалася вперед і назад разом із сонячними циклами, але не могли підтвердити, як це насправді відбувалося. Нова карта змінює це.
«У міру проходження Сонцем циклів активності ми бачимо, що форма і висота поверхні Альфвена навколо Сонця стають більшими і гострішими», — пояснив Бадман. «Це саме те, що ми передбачали в минулому, але тепер ми можемо підтвердити це безпосередньо».
Зараз дослідники чекають на сонячний мінімум, який, як очікується, настане приблизно в 2036 році. Але вони також вважають, що таку саму модель можна використовувати для дослідження атмосферної динаміки зірок в інших місцях, «від того, як вони народжуються, до того, як вони поводяться протягом свого життя», — зазначили дослідники, «включно з тим, як ця поведінка впливає на придатність для життя їхніх орбітальних планет».
