Миллионы небольших плазменных вихрей на поверхности Солнца могут быть источником энергии, поддерживающей высокую температуру его короны. К такому выводу пришла Катариина Никири из Embry-Riddle, чья работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Исследование посвящено давней проблеме значительной разницы температур между солнечной поверхностью и короной.
Ранее телескоп Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) на Гавайях получил изображения поверхности Солнца с беспрецедентно высоким разрешением. На них учёные впервые смогли различить плазменные вихри диаметром в несколько десятков километров. Как сообщает Universe Today, именно эти наблюдения помогли связать работу Никири с волнами Кельвина—Гельмгольца, которые возникают при движении быстрого потока плазмы рядом с более медленной намагниченной плазмой.
Такие волны формируют вихревые структуры и обладают большим запасом механической энергии. По расчётам исследовательницы, один вихрь в среднем содержит около двух септиллионов эрг — единиц энергии, широко используемых в физике Солнца. На поверхности светила диаметром около 1,4 млн километров миллионы подобных вихрей возникают и затихают каждые несколько минут.
При ослаблении вихрей их энергия, вероятно, передаётся короне через магнитное пересоединение — процесс перестройки магнитных линий. Вращение плазмы сближает линии магнитного поля и формирует очень тонкие токовые слои шириной от нескольких сантиметров до метров. Когда напряжение становится слишком сильным, линии резко меняют конфигурацию, а накопленная энергия превращается в тепло и быстрые струи плазмы, характерные для солнечной короны.
Важную роль играет плотность вещества: в короне частиц значительно меньше, чем на поверхности, поэтому одинаковый энергетический выброс сильнее повышает температуру каждой отдельной частицы. Согласно исследованию, для компенсации излучаемых потерь короне достаточно получать от вихрей 5–8% их механической энергии, а в корональных дырах этот показатель может достигать 21%. Для окончательной проверки гипотезы учёным предстоит проследить, как волны проходят через хромосферу, и изучить изменение их поляризации.