Embry-Riddle: вихри Кельвина — Гельмгольца предложили как источник нагрева короны Солнца
Модель использует снимки телескопа Inouye и масштабные соотношения по данным аппаратов у Земли, чтобы оценить нагрев короны выше миллиона градусов.
Доктор Катарийна Никюри, профессор кафедры физических наук Университета авиации Embry-Riddle, предложила модель нагрева солнечной короны до более чем миллиона градусов, что в сотни раз горячее видимой поверхности, сообщает erau.edu. Работа опирается на 27 лет её исследований волн Кельвина — Гельмгольца (КГ). Статья опубликована 5 ноября в The Astrophysical Journal Letters и написана одним автором. erau.edu
erau.eduerau.eduОткрыть источник ↗
Вихри на поверхности Солнца
Волны КГ — это вихри, которые возникают, когда две среды текут друг мимо друга с разной скоростью, как водовороты у берега реки, где быстрый основной поток встречает более медленную воду. В августе в исследовании Kuridze и соавторов в Nature показали снимки и покадровое видео волн КГ на видимой поверхности Солнца, фотосфере. Их записал солнечный телескоп NSF Inouye, ранее там такие волны не наблюдали.
Никюри поняла, что знания о волнах и магнитном пересоединении вблизи Земли могут помочь объяснить нагрев короны. Космические аппараты не могут добраться до нижней короны, где начинается нагрев. Однако простые масштабные соотношения, выведенные из измерений аппаратов вблизи Земли, показывают, насколько эффективно магнитная энергия превращается в тепло при пересоединении, и, по-видимому, применимы везде, где оно происходит. Их применение к свойствам наблюдаемых вихрей даёт оценку нагрева короны.
Разрыв масштабов
Наблюдаемые вихри имеют поперечник десятки километров, а пересоединение начинается в магнитных слоях, которые на поверхности Солнца почти в миллион раз тоньше. Никюри показала, что вращение вихря наматывает магнитное поле и истончает эти слои экспоненциально быстро. Миллионократный разрыв закрывается за время жизни одного вихря. Плазменное моделирование также показало, как крупные структуры КГ могут схлопываться в тонкие токовые слои, где начинается пересоединение. erau.edu
erau.eduerau.eduОткрыть источник ↗
Согласно статье, чтобы восполнить тепло, которое корона излучает, до неё должно дойти лишь 5–8% механической энергии, запасённой в вихрях. Для проверки нужно проследить передачу и поляризацию волн через хромосферу.
Вячеслав Лукин, руководитель программы физики плазмы NSF, заявил, что модель объединяет прежние неполные объяснения, связанные с волнами в плазме, неустойчивостями и пересоединением. Никюри отметила, что горячая корона — источник солнечного ветра и космической погоды, способной нарушать работу спутников, GPS, радиосвязи и энергосетей. Она добавила, что понимание превращения магнитной энергии в тепло может помочь и исследованиям термоядерного синтеза.
