Впервые создана карта границы Солнца и солнечного ветра: её «игольчатая» структура меняется вместе с активностью светила

Внешние слои солнечной атмосферы обладают неоднородной, динамичной структурой, которая претерпевает значительные трансформации с течением времени. К такому выводу пришли астрофизики, впервые представившие детализированные карты критической поверхности Альфвена — невидимого рубежа, за которым частицы плазмы окончательно преодолевают притяжение светила и вливаются в поток солнечного ветра.

Эта зона служит границей между солнечной короной — разреженной и раскаленной газовой оболочкой, отчетливо видимой во время полных затмений, — и непрерывным потоком ионизированных частиц, уходящих в межпланетное пространство. Долгое время характеристики этой области оценивались лишь теоретически на основе данных от аппаратов, находящихся вдали от Солнца. Ситуация в корне изменилась в 2021 году, когда зонд NASA Parker Solar Probe совершил исторический прорыв, впервые погрузившись ниже альфвеновского предела на расстоянии около 13 миллионов километров от звезды.

С момента первого сближения аппарат еще 15 раз пересекал эту границу, а в декабре прошлого года подошел к фотосфере на рекордные 6,1 миллиона километров. Научный коллектив под руководством гелиофизика Сэма Бэдмана из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики интегрировал прямые замеры Parker Solar Probe с данными других орбитальных обсерваторий. Это позволило реконструировать пространственную геометрию альфвеновской поверхности и проанализировать распределение плотности, температуры и скорости плазмы в этой зоне.

Полученные данные свидетельствуют о том, что граница солнечной атмосферы далека от формы идеальной сферы. Она отличается турбулентной, «шипастой» структурой, которая становится всё более изрезанной по мере роста солнечной активности. Исследователи проследили эволюцию этого рубежа на протяжении значительной части 11-летнего цикла — от фазы магнитного минимума до периода максимума, когда поверхность существенно расширяется и утрачивает свою симметрию.

Авторы исследования планируют продолжить наблюдения в ближайшие годы, когда активность Солнца вновь пойдет на спад. Глубокое понимание структуры этого барьера критически важно не только для фундаментальной науки, но и для прикладных задач: от повышения точности прогнозов космической погоды и защиты спутниковых систем до изучения влияния солнечных процессов на земную атмосферу и биосферу.

Данная работа также проливает свет на природу экзопланет. У звезд с мощным магнитным полем альфвеновская поверхность может простираться на огромные расстояния. Планеты, орбиты которых находятся внутри этого предела, подвергаются экстремальному воздействию звездной плазмы, что, по мнению ученых, может делать такие миры непригодными для возникновения жизни.

Источник: iXBT