Несмотря на то что Солнце давно изучено, один из ключевых механизмов переноса энергии — торсионные (закручивающие) Альфвеновские волны — до настоящего времени не были надёжно зарегистрированы в короне.
Недавно учёным удалось получить прямые наблюдения этих мелкомасштабных колебаний. Исследование проведено с помощью уникального спектрополяриметра крупнейшего солнечного телескопа Daniel K. Inouye на Гавайях с четырёхметровым зеркалом.
Эти волны, предсказанные лауреатом Нобелевской премии Ханнесом Альфвеном в 1942 году, обладают способностью переносить энергию через плазму и считаются возможным источником сверхвысоких температур в короне. В отличие от известных более крупных магнитных волн, вызывающих колебания всей структуры, мелкомасштабные торсионные волны изменяют магнитное поле, закручивая его, что можно определить только по специальному спектроскопическому анализу движения плазмы.
Источник: R. J. Morton, Y. Gao, E. Tajfirouze, H. Tian, T. Van Doorsselaere & T. A. Schad
Астрономы сосредоточились на спокойной короне Солнца и на больших потоках плазмы, движущихся вдоль тонких магнитных трубок (100-1000 км в поперечнике). В них искали характерные сигналы: боковые сдвиги по лучу зрения, красные и синие смещения на противоположных сторонах трубки, что соответствует вращению (торсионному движению) магнитного поля.
Авторы наблюдений разработали новый метод отделения кручения от обычных колебаний, что стало ключом к успеху. Самые чувствительные приборы телескопа позволили зафиксировать движение плазмы, разогретой до 1,6 миллиона градусов Цельсия, и оценить энергию, переносимую этими волнами.
Открытие имеет огромное значение для астрофизики и прогноза космической погоды, так как солнце и его корона влияют на работу спутников, GPS-систем и энергетических сетей на Земле. Мелкомасштабные Альвеновские волны могут быть источником известных «магнитных переключений» в солнечном ветре — быстрых изменений магнитного поля, недавно зафиксированных космическим аппаратом Parker Solar Probe.
Подтверждение существования и свойств этих волн впервые позволяет применять сложные теоретические модели для анализа нагрева короны и передачи энергии в солнечной атмосфере. Дальнейшее исследование этих процессов откроет новые горизонты в понимании динамики магнитных полей и плазмы, что важно как для фундаментальной науки, так и для практики космической безопасности.
