Ученые обнаружили неуловимые волны, которые могут нагревать солнечную корону

Художественное представление магнитных волн (врезка), впервые обнаруженных солнечным телескопом Inouye. Эти восходящие крутильные волны сосуществуют с другими типами волн и могут быть ключевым элементом в разгадке тайны нагрева солнечной атмосферы. (2025). Автор: NSF/NSO/AURA/J. Williams.

Исследователи совершили прорыв в физике Солнца, впервые получив прямое доказательство существования мелкомасштабных крутильных волн Альвена в солнечной короне — неуловимых магнитных волн, которые ученые искали с 1940-х годов.

Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, стало возможным благодаря беспрецедентным наблюдениям самого мощного в мире солнечного телескопа Daniel K. Inouye Solar Telescope на Гавайях.

Это открытие может наконец объяснить одну из величайших загадок Солнца — почему его внешняя атмосфера (корона) нагревается до миллионов градусов, в то время как поверхность звезды имеет температуру всего около 5500°C.

Волны Альвена, названные в честь получившего Нобелевскую премию Ханнеса Альвена, предсказавшего их существование в 1942 году, представляют собой магнитные возмущения, способные переносить энергию через плазму.

Профессор Ричард Мортон из Университета Нортумбрии, руководивший исследованием, заявил:

«Это открытие завершает длительный поиск этих волн, который начался в 1940-х годах. Мы наконец смогли непосредственно наблюдать эти крутильные движения, закручивающие магнитные силовые линии в короне».

Прорыв стал возможен благодаря уникальным возможностям криогенного ближне-инфракрасного спектрополяриметра (Cryo-NIRSP) телескопа Inouye. Этот передовой спектрометр способен видеть невероятно мелкие детали в короне и высокочувствителен к изменениям в движении плазмы.

Ключевым достижением стала разработка профессором Мортоном совершенно новых аналитических методов для разделения различных типов волновых движений в данных. Как он объясняет:

«Движение плазмы в солнечной короне доминируется колебательными движениями. Они маскируют крутильные движения, поэтому мне пришлось разработать способ устранения колебаний, чтобы найти закручивание».

В то время как более знакомые «изгибные» волны вызывают колебания целых магнитных структур и видны на видео Солнца, недавно обнаруженные крутильные волны Альвена вызывают вращательное движение, которое можно обнаружить только с помощью спектроскопического анализа.

Понимание этих фундаментальных процессов имеет практическое значение для прогнозирования космической погоды. Солнечный ветер несет магнитные возмущения, которые могут нарушать спутниковую связь, GPS-системы и энергосети на Земле.

Профессор Мортон добавил:

«Это исследование предоставляет важное подтверждение для ряда теоретических моделей, описывающих, как турбулентность волн Альвена питает солнечную атмосферу. Наличие прямых наблюдений наконец позволяет нам проверить эти модели в реальности».