Почему атмосфера Солнца горячее его поверхности?
Жизненный опыт подсказывает нам, что чем ближе поднести руку к пламени, тем горячее будет руке. Однако в космосе многие вещи работают не так, как подсказывает бытовой опыт: например, температура видимой поверхности Солнца составляет «всего» 5800 К (5526,85 °C), а вот на удалении, во внешних слоях атмосферы звезды, поднимается до миллионов градусов.
Попробуйте решить эту маленькую частную проблемку, известную под названием Проблемы нагрева солнечной короны, одну из нерешенных проблем современной физики! Когда явление обнаружили, ученым казалось, что солнечная корона нарушает второй закон термодинамики — ведь не может же энергия изнутри звезды переноситься в область короны, минуя поверхность.
До 2007 года существовало две основных теории, объясняющие разогрев солнечной короны. Одна гласила о том, что магнитные поля разгоняют плазму короны до невероятных энергий, благодаря чему она приобретает температуру выше температуры поверхности. Авторы второй теории склонялись к тому, что энергия прорывается в атмосферу изнутри звезды.
Исследования Барта Де Понтью (Bart De Pontieu) и его коллег доказали, что ударные волны, исходящие из недр звезды обладают достаточной энергией для того, чтобы постоянно подпитывать корону энергией.
В 2013 году NASA запустило зонд IRIS, который непрерывно снимает границу между поверхностью Солнца и короной в разных диапазонах. Его целью был ответ на все тот же вопрос: есть ли у солнечной короны один постоянный источник тепла, или энергия попадает в атмосферу Солнца в результате множества взрывов? Разница между этими двумя объяснениями очень велика, но понять, какая из них верна, очень сложно из-за огромной теплопроводности короны. Как только в отдельной точке на Солнце происходит выброс энергии, температура почти мгновенно растет на огромной территории вокруг этой точки, и кажется, что температура короны более-менее постоянна.
Но аппарат IRIS фиксировал изменения температуры короны с таким маленьким интервалом, что ученым удалось увидеть множество «нановспышек» (nanoflares) где пересекались или накладывались магнитные линии. Вопрос о том, существует ли источник теплового излучения, который равномерно и постоянно нагревает корону, остается открытым, но теперь ясно, что по крайней мере часть энергии попадает в атмосферу Солнца из внутренних частей звезды в результате таких взрывов.
Позже наблюдения IRIS подтвердил аппарат EUNIS. Сейчас ученые почти уверены, что солнечная корона нагревается именно из-за множества маленьких взрывов, высвобождающих в атмосферу звезды раскаленную плазму, температура которой намного выше температуры поверхности Солнца.
