Зонд Parker взбудоражил учёных данными о том, что происходит с Солнцем

Parker Solar Probe с 2018 года летает вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите: в самой дальней точке (в афелии) пересекает орбиту Венеры. А самая близкая (перигелий) с каждым оборотом всё ближе и ближе к светилу. Один оборот зонд делает примерно за два с половиной месяца. Всего по плану миссии должно быть сделано 26 оборотов. Сейчас совершается 16-й, и спутник уже очень недалёк от пределов возможностей своей теплозащиты. Эта невидимая граница прочерчена для него на расстоянии шесть миллионов 400 тысяч километров от Солнца. Такого предела Parker должен достичь в 2025 году.

Так вот, каждое новое сближение аппарата с Солнцем — новый рекорд для науки и новый поток уникальнейших данных о том, как работает этот гигантский космический термоядерный реактор, дающий нам свет и тепло. И на самом деле учёные до сих пор обрабатывают данные подлётов, которые были сделаны ещё несколько лет назад. Как раз они недавно поделились тем, что узнали во время десятого перигелия в ноябре 2021 года. Тогда зонд подобрался на неслыханную дистанцию 8,5 миллиона километров от Солнца. Это уже глубоко внутри солнечной короны — разрежённого слоя атмосферы звезды, гораздо более раскалённого, чем её поверхность: в среднем порядка миллиона градусов. Напомним, на поверхности примерно плюс 5,5 тысячи градусов Цельсия.

Исследователи Солнца наблюдают за тем, как летает зонд, затаив дыхание. Именно там, в солнечной короне, время от времени возникает очень эпичное явление: исполинские потоки раскалённой плазмы внезапно взмывают над поверхностью, начинается настоящий звёздный шторм. То есть существует постоянный, никогда не прекращающийся медленный солнечный ветер, поток заряженных частиц, который идёт на скоростях порядка 300–400 километров в секунду. А вот во время этих корональных выбросов солнечной плазмы её частицы мчатся в космическое пространство уже на скоростях вплоть до 1200 километров в секунду, а то и быстрее. И если светило показало свой плазменный язык в сторону Земли, то очень скоро нашу атмосферу, наши спутники, наши трансформаторы и наши организмы ожидает массированная солнечная бомбардировка.

Как раз во время десятого подлёта "Паркера" и удалось понаблюдать, как рождается такой шторм. Это большая удача: в годы спокойного Солнца плазменные языки поднимаются разве что возле его полюсов, но сейчас наша звезда подходит к пику 11-летнего цикла своей активности. В момент этого пика магнитные полюса меняются местами, и в процессе перехода корональные выбросы происходят на Солнце тут и там повсеместно.

Учёным очень хотелось понять, что вызывает эти выбросы — может, тогда мы научимся их как-то предсказывать и к ним хоть как-то готовиться. В целом уже ясно, что это делает магнитное поле звезды. Но как именно делает — вопрос. Вот как выглядит это магнитное поле. То есть мы видим силовые линии, которые тут и там дугами поднимаются над поверхностью светила. Как объясняют физики, они смещаются вместе с плазмой, как бы "вморожены" в неё.

И есть две версии того, каким образом получается огромный плазменный всплеск. Один вариант такой: в процессе конвекции, то есть перемешивания солнечного материала (вроде каши в кастрюле), плазма движется вдоль силовых линий, это движение создаёт свой собственный дополнительный ток, а значит, и дополнительное магнитное поле. Что ещё больше ускоряет движение частиц, и, может быть, именно так они и подбрасываются кверху. Это явление называется альвеновскими волнами в честь шведского физика Ханнеса Альвена, который их предсказал.

А второй вариант: там, где магнитное поле особенно сильное, его силовые дуги размыкаются, линии на какое-то время устремляются в космос и с собой выносят массы плазмы, которые вдоль них шли. Потом снова смыкаются. Это называется пересоединением магнитных линий.

То есть вопрос был, делает ли это движение плазмы либо всё-таки виновато рассоединение дуги. Проанализировав скорость и вообще характер шторма ноября 2021 года, пришли к выводу, что первопричина — второе. Но на самом деле имеют места оба явления: линии разъединяются, выносят плазму, а она ускоряется и тем самым вызывает ещё и волны Альвена. Пока не совсем понятно, насколько всё это нас приближает к тому, чтобы научиться прогнозировать очередной всполох. Но в любом случае для зонда Parker и вообще для гелиофизики сейчас начинается самое интересное.