Над видимой поверхностью Солнца (фотосферой), имеющей температуру около 6000 K, находится солнечная корона с температурой более 1 000 000 K. Прямого потока тепла из фотосферы недостаточно для того, чтобы привести к такой высокой температуре короны. Источник нагрева солнечной короны, являющийся наиболее давней загадкой в гелиофизике, теперь определен, так считают ученые из Высотной Обсерватории Национального Центра Атмосферных Исследований (NCAR).

Фото: K. Reardon (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, INAF) IBIS, DST, NSO

Результаты их исследования были опубликованы 7 января в журнале Science. Исследователи изучали плазменные струи известные, как спикулы — основной элемент тонкой структуры хромосферы Солнца. Если наблюдать лимб Солнца в свете определённой и строго постоянной частоты, то спикулы будут видны как столбики светящегося газа, достаточно тонкие в солнечных масштабах (диаметром около 1000 км). Миллионы таких столбиков в течении 5-10 минут сначала поднимаются из нижней хромосферы на 5000-10000 км со скоростью до 20 км/с, а потом падают обратно, где затухают.

Многие десятилетия ученые верили, что спикулы являются источником нагрева короны, однако в 80-х годах было обнаружено, что плазма в спикулах не достигает корональной температуры, после чего эта теория вышла из моды. Было предложено множество других механизмов нагрева, таких как нагревание магнитогидродинамическими волнами, магнитное нагревание путём высвобождения энергии при пересоединении магнитного поля в форме больших или множества малых вспышек. Однако ни один из них не был доказан прямыми наблюдениями.

В 2007 году, Де Понтье (De Pontieu) с коллегами из Астрофизической лаборатории Локхид Мартин (LMSAL), обнаружил новый класс спикул, которые движутся гораздо быстрее со скоростью порядка 100 км/с и живут меньше, чем обычные спикулы, что свидетельствует, что они могут быть очень горячими.

Для проверки своей гипотезы исследователи использовали новые наблюдения, полученные с помощью инструмента Atmospheric Imaging Assembly на аппарате Solar Dynamics Observatory и оптического телескопа японского спутника Hinode. Наблюдения показали, что горячая плазма солнечной короны доставляется спикулами нового класса.

Космический аппарат NASA Interface RegionImaging Spectrograph (IRIS), который должен быть запущен в 2012 году, обеспечит высококачественные данные об огромных градиентах плотности, температуры и магнитного поля между фотосферой и короной. Эти данные, надеются ученые, помогут определить, что движет и нагревает материал в спикулах.

Зацикленный минутный ролик 6 секундной съемки с SDO 25 апреля 2010 года.