Физики учатся предсказывать поведение Солнца
Солнце. Желтым цветом показано направление магнитных линий. Изображение с сайта www.swri.org
Глубинные слои солнечной атмосферы могут служить источником информации, позволяющей оценивать скорость солнечного ветра - то есть непрерывного потока плазмы солнечного происхождения, который заполняет собой всю Солнечную систему (доходит до расстояний порядка сотни астрономических единиц). Расширяющийся "кокон" солнечного ветра вместе с "вмороженным" в него - унесенным в межпланетную среду - корональным магнитным полем препятствует проникновению в Солнечную систему галактических космических лучей малых энергий и приводит к вариациям высокоэнергетичных космических лучей. Точные оценки скорости солнечного ветра позволили бы существенно улучшить прогнозы космической "погоды", предоставив возможность вовремя защитить телекоммуникации, навигационное оборудование, спутники и людей, находящихся на околоземной орбите, от эффектов, вызванных бурями на Солнце. В будущем это также позволит заранее предупреждать об опасности астронавтов, отправившихся в длительные путешествия к другим планетам (они смогут, например, укрыться в специальных сверхзащищенных капсулах). Ряд специалистов считает невозможность предсказания космической погоды едва ли не основным препятствием, стоящим на пути пилотируемых полетов на Марс.
Солнечный ветер исходит из раскаленной тонкой внешней атмосферы Солнца. Иными словами, он образуется при газодинамическом расширении солнечной короны в межпланетное пространство. При высоких температурах - порядка 1,5 миллионов кельвинов - давление вышележащих слоев не может уравновесить газовое вещество короны, и корона расширяется. Удивительным для исследователей оказалось то, что структура своеобразного солнечного "кулера"-охладителя, то есть сравнительно более плотного и более низкого слоя солнечной атмосферы, называемого хромосферой, может использоваться для оценки скорости солнечного ветра.
Неожиданным это стало потому, что солнечный ветер порождается именно короной, а собственно хромосфера располагается гораздо глубже. "Это похоже на то, как если бы вдруг обнаружилось, что истоки реки Нил на самом деле лежат в пятистах милях дальше, чем считали ранее, где-то в глубинах материка", - пояснил доктор Скотт Макинтош (Scott McIntosh) из американского Юго-западного научно-исследовательского института (Southwest Research Institute - SwRI), один из авторов соответствующей статьи, опубликованной 10 мая в "Астрофизическом журнале" (Astrophysical Journal).
Какая же здесь связь с возможностью существенного увеличения точности прогнозов по космической радиационной обстановке? Дело в том, что временами наше Солнце словно срывается с цепи и выбрасывает в окружающее пространство миллиарды тонн раскаленной плазмы, движущейся со скоростью, измеряемой миллионами километров в час. Это явление получило название выбросов корональных масс (coronal mass ejections - CMEs), оно служит основной причиной всех опасных явлений, связанных с солнечной активностью. Если такой быстрый выброс прорывается сквозь относительно медленный поток солнечного ветра, то перед CME возникает ударная волна, которая ускоряет электрически заряженные частицы солнечного ветра. Эти быстрые частицы могут разрушить электронику спутников и представляют непосредственную опасность для плохо защищенных астронавтов.
Точно так же, как знание большего количества деталей о земной атмосфере дает синоптикам возможность предсказывать интенсивность урагана, знание скорости солнечного ветра помогает оценивать интенсивность космического шторма, вызванного выбросом корональных масс. Подобно ветру на Земле, солнечный ветер может быть порывистым, его скорость способна варьироваться от 350 км/с до 700 км/с. Так как солнечный ветер состоит из электрически заряженных частиц, на него оказывает мощное воздействие магнитное поле Солнца. Частицы солнечного ветра текут по невидимым магнитным силовым линиям, подобно автомобилям на шоссе. Когда магнитные линии выгибаются, уходя прямо в космос (области короны, где магнитное поле близко к радиальному, образуются даже так называемые корональные дыры), частицы солнечного ветра уподобляются сверхскоростным гоночным автомобилям, а когда линии магнитного поля располагаются вблизи солнечной поверхности (значительный тангенсальный компонент магнитного поля), солнечный ветер подобен потоку автомобилей в городских условиях - его движение относительно медленное. В течение уже свыше тридцати лет знание этих особенностей позволяет проводить грубые оценки скорости солнечного ветра, а вот теперь в новой работе удалось связать скорость солнечного ветра с процессами, протекающими в глубине солнечной атмосферы.
Группа ученых использовала многочисленные спутниковые наблюдения с TRACE, ACE, WIND, SOHO и др., чтобы получить непрерывную зависимость скоростей солнечного ветра от структуры солнечной хромосферы. Чем шире хромосферный слой, тем больше могут расширяться (становясь в перспективе открытыми) области магнитных полей, и тем быстрее будет дуть солнечный ветер.
Источники:
Deep Roots of Solar Wind Help Predict Space Environment - Southwest Research Institute (SwRI) News
Deep Roots of Solar Wind Help Predict Space Weather - RedNova.com
Обсудить
Статьи по теме
Физики учатся предсказывать поведение Солнца
Глубинные слои солнечной атмосферы могут служить источником информации, позволяющей оценивать скорость солнечного ветра - то есть непрерывного потока плазмы солнечного происхождения, который заполняет собой всю Солнечную систему.
Солнце мелочится
Ученые, занимающиеся исследованиями в области физики Солнца, наблюдали наименьший из всех когда-либо виденных выбросов корональных масс. Новые наблюдения для специалистов оказались большой неожиданностью и заставили их отказаться от некоторых старых идей.
Планетам нужна суровая хозяйка
Ученые выяснили, что для молодых солнц характерны гигантские вспышки, которые затмевают - и в смысле энергозатрат, и в смысле размеров, и в смысле частоты появления - что-либо, виденное на нашем Солнце сегодня.
Уютный Плутон станет последним оазисом жизни
Когда-нибудь Земля неизбежно погибнет, поглощенная раздувшимся Солнцем. Возможно внешняя часть Солнечной системы все же сохранится и станет последним уютным оазисом. Компьютерное моделирование показывает, что условия в поясе Койпера могут к тому времени стать даже более благоприятными для возникновения и развития жизни, чем на заре нашей планеты.
Ближайшая к Солнцу звезда оказалась экзотом
Для звезд с малой массой, подобных Проксиме Центавра, становятся чрезвычайно важными квантовые эффекты, а их звездное вещество "вырождается". Масса и диаметр Проксимы Центавра составляют около 1/7 массы и диаметра Солнца. Эта звезда в 150 раз массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Положение на границе между звездами, коричневыми карликами и планетами делает нашего соседа объектом, очень интересным для астрофизиков.
Выяснилось, что наша Земля относится к числу наименее пригодных для жизни планет
B научной фантастике довольно распространены сюжеты, по ходу развития которых какая-нибудь ужасная сила меняет ось вращения Земли, и тогда смерть грозит всем ее обитателям. В действительности, если бы наклон оси был бы даже гораздо больше нынешнего, жизнь все равно была бы возможна и на Земле, и на любых других подобных ей планетах.
Впервые обнаружен "солнечный цикл" у отдаленной звезды
В течение многих лет астрономы задавались вопросом, присущи ли другим звездам, подобным Солнцу, периодические увеличения рентгеновской активности - те, что доставляют землянам, а также их технике (телефонным линиям и линиям электропередач) множество хлопот. Теперь удалось ответить на этот животрепещущий вопрос.
Десятисекундный армагеддон
Американские исследователи считают, что случаи массовой гибели живых существ на Земле можно объяснить, если использовать информацию о мощнейших звездных взрывах, получивших наименование гамма-всплесков. Удалось составить возможный сценарий подобного армагеддона.
Бури на Солнце съели земной озон
Мощнейшие магнитные бури на Солнце послужили причиной истончения озонового слоя в арктических широтах. Эффект оказался подобен всем известному "эффекту домино" (когда одна упавшая костяшка вызывает падение всех остальных), и начался он в октябре-ноябре 2003 года, когда Солнце испустило рекордное количество заряженных частиц, устремившихся к Земле. Уровень солнечной радиации тогда превысил все мыслимые пределы.
Загадка солнечных нейтрино решена
Удалось обнаружить эффект "исчезновения" нейтрино. Этот эффект свидетельствует о том, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации.
Радиация слишком опасна для участников экспедиции на Марс
Новые данные, полученные с межпланетной космической лаборатории "Марс Одиссей", находящейся в настоящее время на марсианской орбите, подтверждают подозрения ученых по поводу радиации на Марсе: она столь интенсивна, что это неизбежно подвергнет опасности жизни астронавтов, посланных для исследования Красной планеты.
Молекулярные кольца могли бы защитить микробов Венеры
Мысль о том, что живые микробы на Венере могли бы сохраниться и даже размножиться в обширном облачном покрове этой планеты, кажется более чем спорной. Однако некоторые ученые все-таки продолжают развивать подобные теории, они уверены, что некоторые разновидности микроорганизмов, однажды возникнув (или будучи занесены с другой планеты какими-нибудь небесными телами), могли бы найти убежище от смертельной ультрафиолетовой радиации в молекулярных кольцах серы.
Мы живем во времена аномального Солнца
Солнце в настоящее время активно как никогда. Такого с ним не случалось на протяжении по крайней мере последних 1150 лет. Этот вывод был сделан на основе реконструкции числа солнечных пятен финскими и немецкими учеными. Солнце бушует. За прошлую неделю появление гигантских протуберанцев на нашей звезде привело к мощнейшим выбросам в космос заряженных частиц, послужило причиной небывалых магнитных бурь на Земле, выводящих из строя спутники, телекоммуникационные устройства и причиняющих вред здоровью людей.
На Солнце нашли антиматерию
Для изучения антивещества в земных условиях приходится ускорять частицы до рекордных скоростей и сталкивать их вместе, чтобы получить считанные атомы этого экзотического для нас вида материи. Причем существовать до аннигиляции эти чуждые нашему миру атомы могут лишь весьма непродолжительное время. А вот Солнце в смысле производства антивещества оказалось намного более эффективно. Кроме того, солнечное антивещество ведет себя иначе, чем можно было бы ожидать.
"Отпечатки пальцев" в небе нашли свое объяснение
Группа физиков опубликовала статью, где дается объяснение известного с позапрошлого века феномена, который в буквальном смысле слова находится перед нашими глазами, но до сих пор не поддавался удовлетворительному объяснению. Речь идет о поляризации света в дневном небе и о тех фигурах, что можно наблюдать в поляризационных очках.
Грядущее Солнечной системы оказалось в два раза менее кошмарным
Воспользовавшись новейшими интерферометрическими методами для непосредственных наблюдений близких окрестностей пяти звезд типа Миры ученые с удивлением обнаружили, что эти звезды на самом деле окружены вводившей до сих пор астрономов в заблуждение почти прозрачной оболочкой из водяного пара, а также, возможно, угарным газом и другими молекулами. Эта оболочка придает звездам этого класса обманчиво большой внешний размер.
Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп
Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.
Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике
Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.
Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники
Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.
Солнечные шипы оказались тайной звездной песней
Анализ видеороликов, на которых с высоким разрешением запечатлена солнечная поверхность, позволил раскрыть 127-летнюю тайну происхождения хромосферных спикул - струй вещества характерной "шипастой" остроугольной формы, постоянно извергаемых нашим светилом со скоростью 20-30 километров в секунду.
Найден самый горячий белый карлик с только что погасшей "ядерной печью"
Международная группа астрономов, занимавшаяся изучением останков звезд, когда-то представлявших собой подобие нашего собственного Солнца, нашла весьма примечательный квазизвездный объект, обозначаемый как H1504+65. Это самый горячий из всех известных нам белых карликов, в котором только-только погас его "ядерный реактор", на протяжении многих миллиардов лет исправно снабжавший энергией звезду и окружающее ее пространство.
Рекордные вспышки позволили NASA разглядеть драконов на Солнце
Самой вероятной причиной мощных вспышек на Солнце, как показывают новые наблюдения, проведенные с помощью космического аппарата NASA под названием RHESSI, скорее всего являются крупномасштабные разрушения магнитных полей в атмосфере нашего светила - процесс, получивший наименование "магнитные пересоединения".
Новости по теме
