Исследователи Солнца — гелиофизики — уверяют, что мы с вами находимся внутри солнечной короны: она простирается до самого Плутона и даже гораздо дальше. А тот нимб, который мы наблюдаем во время затмения, — это лишь видимая нашему глазу её часть. Так вот, вся мировая наука из года в год, из десятилетия в десятилетие бьётся над вопросом, что, в конце концов, в этой видимой части происходит.
Солнечная корона во время затмения 1 августа 2008 года. Фото © Wikipedia
Из чего состоит солнечная корона: из того же самого, из чего и само Солнце, — из плазмы, то есть раскалённых заряженных частиц. Но дело в том, что внутри этого нимба нагрев идёт такой, что это, как объясняют учёные, противоречит термодинамике и, можно сказать, здравому смыслу: это разреженная среда, в ней вещества-то сравнительно мало, так каким же образом там может быть плюс миллион градусов, когда на солнечной поверхности — всего плюс пять тысяч? В науке этот вопрос называется проблемой нагрева солнечной короны.
Уже давно подозревают, что тут замешано мощнейшее магнитное поле Солнца. Оно у него есть по той же самой причине, по которой оно есть у Земли: внутри перемешивается вещество с прекрасной электропроводимостью. А где электричество, там и магнитное поле. Устроено оно, как и положено, в виде силовых линий, вдоль которых, как в Большом адронном коллайдере, частицы разгоняются до огромных скоростей. Эти линии выгибаются в дуги, при этом движутся, встречаются друг с другом, пересоединяются — в общем, идут в буквальном смысле напряжённые процессы. Но как они влияют на температуру?
До сих пор думали, что каким-то образом 11-летний солнечный цикл может создавать такой эффект, то есть "виноваты" все эти солнечные события (вспышки, выбросы массы), которые учащаются по мере нарастания активности светила. Но недавнее исследование предлагает другой вариант и даже объясняет механизм этого феномена.
В целом по степени напряжённости магнитные поля Солнца подразделяют на несколько групп. И наблюдается такая тенденция: самые сильные поля создаются самыми значительными перезамыканиями линий и прочими событиями. Они действительно активизируются по мере приближения к очередному солнечному максимуму. Учёные составили диаграмму усиления магнитных полей в хромосфере (верхнем слое Солнца) и короне каждые 11 лет, и получившаяся картина напоминает бабочку. Её так и прозвали: "диаграмма бабочки".
"Диаграмма бабочки", показывающая усиление солнечных магнитных полей во время каждого 11-летнего цикла. Фото © Iopscience.iop.org
Но дело в том, что все эти мощные явления и события немногочисленны, они возникают то там, то тут. А вот слабые магнитные поля своими дугами охватывают Солнце практически полностью и в спокойный период между пиками получают даже больше свободы.
Так вот, как поняли авторы недавнего исследования, эти слабые поля создают в солнечной короне своеобразный "парниковый эффект", и вот каким образом: своими выпирающими из-под поверхности магнитными дугами накрывают её целыми "куполами", которые задерживают внутри себя заряженные частицы, а вместе с ними и тепло. Как пишут учёные, каждый такой "купол" работает по принципу дамбы, плотины. А почему именно слабые магнитные поля за это в основном ответственны? Просто потому, что их больше всего и они на Солнце в изобилии есть всегда, в любое время: и в момент максимума, и в годы "тишины". То есть от фазы солнечного цикла этот механизм, в общем-то, не зависит.