Физики из Висконсинского университета в американском городе Мадисон объяснили высокую температуру солнечного ветра. Об этом сообщает naked-science.
Указано, что когда работает огнетушитель, диоксид углерода, вырывающийся из него, образует вокруг сопла кристаллы, похожие на лед. Это наглядная демонстрация физического принципа, который гласит, что газ и плазма при расширении охлаждаются. Солнечный ветер — исходящий из короны поток гелиево-водородной плазмы — ведет себя так же. Но его охлаждение происходит не так интенсивно, как предусматривают физические законы.
В издании Proceedings of the National Academy of Sciences была опубликована статья физиков из Висконсинского университета, где ученые дали объяснение необычным свойствам солнечного потока.
"Люди изучали солнечный ветер с момента его открытия в 1959 году, но есть много важных свойств этой плазмы, которые до сих пор не совсем понятны. Изначально исследователи думали, что солнечный ветер должен очень быстро остывать при удалении от Солнца, но спутниковые измерения показывают, что при достижении Земли его температура в 10 раз превышает ожидаемую", — отметил ведущий автор исследования Стас Болдырев.
Так почему же поток не остывает? Физики объясняют: солнечный ветер состоит в основном из электронов, протонов и ядер гелия. Этот поток частиц подвержен влиянию магнитных полей, генерируемых под поверхностью Солнца. Электроны, как самые легкие частицы, движутся быстрее остальных, а некоторые из них, у которых больше энергии, путешествуют практически на бесконечные расстояния. Другие электроны не могут оторваться далеко от небесного тела и в определенный момент начинают возвращаться: при этом их траектории могут заметно меняться при взаимодействии с другими компонентами солнечного ветра.
"Частицы, вектор скорости которых отклоняется от линий магнитного поля, не могут перемещаться в область сильного поля. Это значит, что некоторые электроны не возвращаются к центру звезды, а пополняют популяцию так называемых захваченных частиц. Их судьба — постоянно прыгать туда-сюда", — подчеркивает ученый.
Указано, что именно этот эффект лежит в основе феномена медленного остывания солнечного ветра. Прийти к такому выводу ученым помогли эксперименты по удержанию плазмы. Для опытов были построены специальные аппараты, в которых частицы проходили через своеобразное "бутылочное горлышко" магнитного поля, где силовые линии приближались друг к другу. Часть электронов прорывается дальше, но большинство из них отражается обратно внутрь машины.
Ученые обращают внимание, что изучение процессов, проходящих внутри аппаратов для удержания плазмы, показали, что высокоэнергетические электроны, то есть "самые горячие", могут очень медленно перераспределять свою энергию по захваченным электронам, нагревая их. Исследователи подчеркивают, что эти результаты хорошо согласуются с данными измерений температуры солнечного ветра.
Напомним, агентство NASA ранее завершило 17-летнюю миссию SORCE: орбитальный аппарат, собиравший данные о звезде, перестал функционировать. Так, SORCE запустили 25 января 2003 года. Наблюдения за звездой будут продолжать аппараты TSIS-1 на борту МКС и TSIS-2, который в 2023 году отправится в самостоятельный полет.
Как сообщалось, в мае 2018 года в журнале Nature Astronomy опубликовали статью, которая гласила, что после смерти Солнца наша звездная система превратится в яркую туманность. Предполагалось, что последняя исчезнет через несколько тысяч лет.
Подпишитесь на ежедневную email-рассылку "Вести.Люди" и получайте больше эксклюзивной и полезной информации каждый день. Подписаться
