Плазменное цунами, или Тайны "солнечных волн"

Когда много лет назад изучающие Солнце физики заговорили о феномене "солнечных волн", проносящихся огромными валами по поверхности звезды, нашлось немало тех, кто им не поверил. Однако они оказались правы. Недавно это подтвердили данные, полученные с гелеостационарного зонда STEREO . Ему удалось запечатлеть выброс газа из взорвавшегося солнечного пятна и возникновение на поверхности гигантской концентрической волны.

Впервые солнечное цунами было зафиксировано в мае 1997 года. Тогда при взрыве солнечного пятна ученые разглядели колебательное возмущение, распространяющееся от эпицентра во все стороны.

Эта картина напоминала земное цунами, когда в результате землетрясения или подводного извержения образуются концентрические расходящиеся волны огромной разрушительной силы.

Участник того памятного открытия, сотрудник обсерватории SOHO (NASA , США) Джо Гурман так описывает увиденное: "Мы были восхищены и удивлены одновременно. Мы не могли понять, что же перед нами - необычный феномен или просто тень от газового выброса".

После того случая обсерватория SOHO зафиксировала еще множество подобных эпизодов на Солнце, но более веского доказательства существования солнечных цунами найти так и не смогла.

Для того чтобы опровергнуть или подтвердить этот феномен, требовалось наблюдать за взрывом солнечного пятна как минимум с двух точек обзора, что с Земли сделать невозможно.

Новое технологическое решение этой проблемы появилось совсем недавно в виде исследовательского зонда STEREO . Он состоит из двух одинаковых спутников, обращающихся вокруг Солнца по одной и той же орбите, причем один отстает от другого на четверть оборота.

Это позволило сделать серию снимков выброса солнечного газа, когда один элемент STEREO находился непосредственно над пятном, а второй аппарат "видел" взрыв под углом 90 градусов. Полученные данные дали полное представление о процессе выброса и доказали реальность солнечных цунами.

"Это определенно была волна, - говорит Спирос Пацуракос, руководитель исследования и профессор астрономии Университета имени Джорджа Мейсона. - Но она не похожа на земные волны, состоящие из воды. Это своеобразный сплав из гигантского количества раскаленной плазмы и магнитных полей".

Наблюдаемый феномен получил научное название "скоростная магнетогидродинамическая волна" (или просто MHD-волна).

Образовавшийся при взрыве концентрический круг высотой около 160 тысяч километров пронесся по поверхности Солнца со скоростью более 250 километров в секунду.

Содержащаяся в цунами энергия составила 10²⁹ эрг, что сравнимо с 2400 мегатоннами тринитротолуола (взрывчатое вещество). Температура плазмы внутри MHD-волны достигала значения в 1,5 миллионов градусов Кельвина.

Солнечные цунами не представляют никакой опасности для нашей планеты. Однако их исследование позволит лучше понять природу Солнца и диагностировать всевозможные изменения его состояния.

"Наблюдая за тем, как распространяются коронарные волны цунами, мы составим представление о температурах в нижних слоях солнечной короны, в районе видимой поверхности звезды. Других способов получения данных об этом наука просто не знает", - считает Джо Гурман.

"Солнечные цунами позволят нам узнать больше о космической погоде, - добавляет Ангелос Ворлидас, соучастник исследования из Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США. - Они являются характерными признаками извержения солнечного газа.

Отслеживая их местоположение, мы сможем обнаружить взрывы солнечных пятен на невидимой нами стороне Солнца, а также высчитывать интенсивность выбросов и их радиоактивное влияние на нашу планету".

Полученные с зонда STEREO видеоматериалы демонстрируют еще одну интересную особенность MHD-волн. Оказалось, что они, подобно обычным водяным волнам, при столкновении с препятствиями огибают их по сторонам.

Но, в силу их магнитной природы, они в равной степени реагируют на различные аномалии магнитного поля Солнца. Например, на коронарные отверстия - магнитные прорехи в солнечной атмосфере.

Эти объекты на поверхности нашего светила также очень сложно заметить с Земли, поэтому наблюдение за MHD-волнами является самым простейшим способом их обнаружить.

Информация о солнечных цунами - лишь малая часть научной программы, запланированной для исследовательской гелеостационарной лаборатории STEREO. Запущенная в 2006 году пара спутников уже принесла ученым ряд интересных открытий в области изучения Солнца.

Расположение спутников со сдвигом на четверть орбиты позволяет ученым получать более полные данные о звезде. Ангелос Ворлидас охарактеризовал такое позиционирование STEREO как "наилучшую геометрию для раскрытия секретов Солнца".