Рискованный манёвр позволил разгадать 65-летний секрет невероятно высокой температуры короны Солнца

Солнечная корона нагрета до миллиона градусов, что в 150 раз горячее поверхности звезды — это противоречие законам физики оставалось неразрешимым на протяжении 65 лет. Однако уникальный манёвр зонда Solar Orbiter в связке с Parker Solar Probe позволил впервые экспериментально подтвердить механизм, отвечающий за эту аномалию. Речь идёт о турбулентности плазмы, которая, как выяснилось, работает как гигантский «трансформатор» энергии, разгоняя частицы до экстремальных температур.

Парадокс солнечной короны: почему внешний слой горячее ядра

Фотосфера Солнца, видимая поверхность, раскалена «всего» до 5 500 градусов Цельсия. Логично предположить, что по мере удаления от этого источника тепла температура должна падать. Но корона — самый внешний, разреженный слой атмосферы — демонстрирует обратное: миллион градусов. Долгое время это считалось ошибкой измерений или артефактом, но многолетние наблюдения подтвердили факт. Учёные подозревали, что ключ к разгадке — в поведении плазмы и магнитных полей, но прямых доказательств не было.

Турбулентность как главный «нагреватель»

Исследователи сосредоточились на процессе турбулентности в короне. Этот феномен напоминает перемешивание кофе в чашке: крупные вихри дробятся на более мелкие, пока их энергия не передаётся отдельным частицам — в основном протонам. В условиях солнечной короны этот процесс усиливается мощными магнитными полями, которые действуют как катализатор, заставляя частицы сталкиваться и нагреваться ещё сильнее. До сих пор эта теория существовала только на уровне компьютерных моделей и расчётов.

Рискованный манёвр на 45 градусов

Чтобы проверить гипотезу, потребовалась синхронная работа двух аппаратов на разных расстояниях от Солнца. Parker Solar Probe, ныряющий в корону, собирал данные «изнутри». Solar Orbiter, находясь на более безопасной дистанции, должен был одновременно наблюдать за той же областью. Для этого инженеры пошли на риск: аппарат совершил поворот на 45 градусов, отклонившись от курса. Как пояснил Даниэле Теллони из INAF, это позволило «прицелиться» в нужную точку и получить единый срез данных. Сравнение измерений с теоретическими предсказаниями показало почти полное совпадение.

Экспериментальное подтверждение теории

Полученные данные впервые напрямую доказали, что турбулентность является тем самым механизмом, который передаёт энергию от магнитного поля Солнца к частицам короны. «Физики были правы в своих предположениях, — заявил Теллони. — Мы увидели, как энергия перетекает от крупномасштабных волн к мельчайшим движениям протонов». Гари Занк из Университета Алабамы назвал это открытие «новым измерением» в астрофизике.

Ранее главным препятствием для понимания нагрева короны было отсутствие инструментов, способных одновременно измерять параметры плазмы и магнитного поля в одной точке. Теперь, благодаря совместной работе двух зондов, учёные получили не просто подтверждение теории, а детальную «карту» процесса. Это позволяет перейти от общих гипотез к построению точных моделей солнечной активности.

Понимание механизма нагрева короны имеет прямое прикладное значение. Солнечные вспышки и корональные выбросы массы, напрямую влияющие на работу спутников и энергосистем на Земле, рождаются именно в этом слое. Знание того, как турбулентность разгоняет частицы, позволит точнее прогнозировать космическую погоду и, возможно, в будущем защитить земную инфраструктуру от мощных геомагнитных бурь. Даниэль Мюллер, научный руководитель проекта, уже назвал эти результаты «значительным шагом вперёд» в решении одной из старейших загадок солнечной физики.