Наблюдения Solar Orbiter помогли обнаружить в полярной короне Солнца высокочастотные магнитные волны, которые могут участвовать в ускорении частиц быстрого солнечного ветра. К такому выводу пришла группа учёных под руководством Юханга Гао и Хуэй Тяня из Пекинского университета. Результаты исследования опубликованы в журнале National Science Review, о работе сообщило издание EurekAlert.
Учёные сравнили данные, полученные в сентябре 2021 года двумя космическими инструментами. Камера Extreme Ultraviolet Imager (EUI) на борту Solar Orbiter делает снимки каждые пять секунд и различает детали размером до 420 километров на пиксель. Для сравнения, аппарат NASA Solar Dynamics Observatory (SDO) обновлял изображения раз в 12 секунд, а размер одного пикселя составлял около 1100 километров.
Обе серии снимков обработали с помощью автоматической программы Northumbria University Wave Tracking (NUWT). Она изучала солнечные плюмы — похожие на лучи магнитные структуры, выходящие из области северного полюса. На данных SDO алгоритм обнаружил 560 волновых событий, тогда как EUI зафиксировал 2318, то есть более чем в четыре раза больше.
Разница объясняется тем, что более быстрый и точный инструмент смог увидеть короткие колебания. Волны с длиной менее 100 секунд составили 38% событий, зарегистрированных EUI, и только 9% наблюдений SDO. Средняя скорость движения плазменных нитей также отличалась: около 15,4 километра в секунду по данным EUI против 9,9 километра в секунду у SDO. Расчёты показали, что энергия таких быстрых волн примерно в 2,6 раза выше прежних оценок.
Исследователи рассматривают несколько вариантов происхождения волн. Они могут возникать при столкновении магнитных петель с несвязанными силовыми линиями, когда линии разрываются и перестраиваются. Другой возможный источник — спикулы, гигантские струи плазмы, способные передавать поперечные волны в расположенные выше плюмы. Кроме того, крупные медленные колебания могут взаимодействовать друг с другом и порождать каскад более мелких высокочастотных волн.
Механизм формирования пока не установлен окончательно, однако обнаруженные колебания могут быть связаны сразу с двумя загадками солнечной физики: высокой температурой внешних слоёв Солнца и ускорением частиц быстрого солнечного ветра. Поднимаясь в верхнюю атмосферу, волны теряют энергию из-за резонансного поглощения и фазового смешивания, передавая её окружающей среде. Часть этой энергии может нагревать корону, где температура превышает 1 000 000 градусов Цельсия, а часть — ускорять ионы. При этом расчёты по одному набору данных дают примерно на порядок меньше энергии, чем требуется некоторым моделям для полного формирования солнечного ветра.