Солнечный телескоп обнаруживает ультратонкие 20 км. бороздки, которые формируют магнитные штормы
Группа физиков-солнечников опубликовала новое исследование, проливающее свет на мелкомасштабную структуру поверхности Солнца. Используя беспрецедентную мощность телескопа «Дэниел К. С помощью солнечного телескопа Иноуэ, созданного и управляемого Национальной солнечной обсерваторией (NSO) на Мауи, учёные впервые в такой высокой детализации наблюдали сверхтонкие светлые и тёмные полосы на фотосфере Солнца, что позволило получить беспрецедентное представление о том, как магнитные поля влияют на динамику солнечной поверхности в масштабах до 20 километров.
Самый чёткий из когда-либо сделанных снимков поверхности Солнца, сделанный с помощью солнечного телескопа NSF Inouye, показывает ультратонкие магнитные «полосы», известные как стрии, шириной всего 20 километров. Фото: NSF/NSO/AURA ---------------
Достигнутый уровень детализации позволяет нам чётко связать эти полосы с теми, которые мы видим в современных моделях, чтобы лучше понять их природу. Эти полосы, называемые стриями и наблюдаемые на стенках солнечных конвекционных ячеек, известных как гранулы, являются результатом действия похожих на занавес магнитные полей, которые колышутся и смещаются, как ткань на ветру.
Когда свет от горячих стенок гранул проходит через эти магнитные «занавеси», в результате взаимодействия возникает чередование светлых и тёмных участков, которые отражают изменения в магнитном поле. Если поле в «занавесе» слабее, чем в окружающей его среде, оно выглядит тёмным; если оно относительно сильнее, оно выглядит светлым.
Статья, описывающая это исследование, под названием «Полосатая солнечная фотосфера, наблюдаемая с разрешением 0,03», теперь доступна в The Astrophysical Journal Letters.
«В этой работе мы впервые исследуем мелкомасштабную структуру поверхности Солнца с беспрецедентным пространственным разрешением — всего около 20 километров, или длина острова Манхэттен, — говорит ведущий автор исследования, учёный NSO доктор Дэвид Куридзе. — Эти бороздки — это отпечатки мелкомасштабных вариаций магнитного поля».
Полученные результаты не были ожидаемыми и стали возможны только благодаря беспрецедентным возможностям солнечного телескопа Inouye. Команда использовала прибор Visible Broadband Imager (VBI) от Inouye, работающий в G-диапазоне — определённом диапазоне видимого света, который особенно полезен для изучения Солнца, поскольку он выделяет области с высокой магнитной активностью, что облегчает наблюдение за такими явлениями, как солнечные пятна и мелкомасштабные структуры, подобные тем, что описаны в исследовании.
Нитевидные структуры, известные как фотосферные полосы. На нижней панели показана обработанная версия изображения, полученная с помощью метода выделения признаков, который подчёркивает мелкие детали этого явления. Источник: NSF/NSO/AURA ------------------
Эта установка позволяет исследователям наблюдать за фотосферой Солнца с впечатляющим пространственным разрешением, превышающим 0,03 угловых секунды (т. е. около 20 километров на Солнце). Это самое высокое разрешение, когда-либо достигнутое в солнечной астрономии. Чтобы интерпретировать свои наблюдения, команда сравнила полученные изображения с результатами новейших симуляций, воссоздающих физические процессы на поверхности Солнца.
Исследование подтверждает, что эти бороздки являются признаками едва заметных, но мощных магнитных колебаний — изменений всего в сотню гаусс, сравнимых с силой обычного магнита из холодильника, — которые изменяют плотность и непрозрачность плазмы, смещая видимую поверхность всего на несколько километров. Эти смещения, известные как впадины Уилсона, можно обнаружить только благодаря уникальной разрешающей способности 4-метрового основного зеркала солнечного телескопа Иноуэ, крупнейшего в мире.
«Магнетизм является фундаментальным явлением во Вселенной, и подобные магнитно-индуцированные полосы также наблюдались в более удалённых астрофизических объектах, таких как молекулярные облака», — рассказывает учёный из NSO и соавтор исследования доктор Хан Уитенбрук. «Высокое разрешение Inouye в сочетании с моделированием позволяет нам лучше охарактеризовать поведение магнитных полей в широком астрофизическом контексте».
Поверхность Солнца (фотосфера), снятая прибором VBI на солнечном телескопе Inouye в G-диапазоне (430 нанометров) с разрешением примерно 20 километров. При увеличении масштаба видны беспрецедентные детали солнечной фотосферы — гранулярные стенки, на которых преобладают ультратонкие полосы шириной примерно 20–50 километров. Источник: NSF/NSO/AURA -----------------
Сравнение изображения, полученного с помощью солнечного телескопа Inouye (справа), и синтетического изображения (слева), созданного с помощью современной физической модели солнечной поверхности. Превосходное соответствие между смоделированными и наблюдаемыми данными помогло нам понять происхождение и формирование мелкомасштабных структур в фотосфере. Источник: NSF/NSO/AURA -----------------
Рядом с вершиной Халеакала на Мауи находится крупнейший в мире солнечный телескоп NSF Дэниела К. Иноуэ, который призван способствовать более глубокому пониманию нашей родной звезды. Фото: NSF/NSO/AURA -------------------
Изучение магнитной структуры поверхности Солнца необходимо для понимания наиболее энергичных процессов во внешней атмосфере Солнца, таких как вспышки, извержения и корональные выбросы массы, и, следовательно, для улучшения прогнозов космической погоды. Это открытие не только расширяет наше понимание этой структуры, но и открывает возможности для изучения магнитных структур в других астрофизических контекстах — в малых масштабах, которые когда-то считались недостижимыми с Земли.
«Это лишь одно из многих достижений Inouye, демонстрирующих, как он продолжает расширять границы исследований Солнца», — говорит Дэвид Боболтц, заместитель директора NSO по солнечному телескопу Inouye. «Это также подчёркивает важную роль Inouye в понимании физики малых масштабов, которая управляет явлениями космической погоды, влияющими на наше всё более технологичное общество здесь, на Земле».
Предоставлено Ассоциация университетов по исследованиям в области астрономии
:::МАРС и КОСМОС:::
Солнечный телескоп обнаруживает ультратонкие 20 км. бороздки, которые формируют магнитные штормы
Группа физиков-солнечников опубликовала новое исследование, проливающее свет на мелкомасштабную структуру поверхности Солнца. Используя беспрецедентную мощность телескопа «Дэниел К. С помощью солнечного телескопа Иноуэ, созданного и управляемого Национальной солнечной обсерваторией (NSO) на Мауи, учёные впервые в такой высокой детализации наблюдали сверхтонкие светлые и тёмные полосы на фотосфере Солнца, что позволило получить беспрецедентное представление о том, как магнитные поля влияют на динамику солнечной поверхности в масштабах до 20 километров.---------------
Достигнутый уровень детализации позволяет нам чётко связать эти полосы с теми, которые мы видим в современных моделях, чтобы лучше понять их природу. Эти полосы, называемые стриями и наблюдаемые на стенках солнечных конвекционных ячеек, известных как гранулы, являются результатом действия похожих на занавес магнитные полей, которые колышутся и смещаются, как ткань на ветру.
Когда свет от горячих стенок гранул проходит через эти магнитные «занавеси», в результате взаимодействия возникает чередование светлых и тёмных участков, которые отражают изменения в магнитном поле. Если поле в «занавесе» слабее, чем в окружающей его среде, оно выглядит тёмным; если оно относительно сильнее, оно выглядит светлым.
Статья, описывающая это исследование, под названием «Полосатая солнечная фотосфера, наблюдаемая с разрешением 0,03», теперь доступна в The Astrophysical Journal Letters.
«В этой работе мы впервые исследуем мелкомасштабную структуру поверхности Солнца с беспрецедентным пространственным разрешением — всего около 20 километров, или длина острова Манхэттен, — говорит ведущий автор исследования, учёный NSO доктор Дэвид Куридзе. — Эти бороздки — это отпечатки мелкомасштабных вариаций магнитного поля».
Полученные результаты не были ожидаемыми и стали возможны только благодаря беспрецедентным возможностям солнечного телескопа Inouye. Команда использовала прибор Visible Broadband Imager (VBI) от Inouye, работающий в G-диапазоне — определённом диапазоне видимого света, который особенно полезен для изучения Солнца, поскольку он выделяет области с высокой магнитной активностью, что облегчает наблюдение за такими явлениями, как солнечные пятна и мелкомасштабные структуры, подобные тем, что описаны в исследовании.
------------------
Эта установка позволяет исследователям наблюдать за фотосферой Солнца с впечатляющим пространственным разрешением, превышающим 0,03 угловых секунды (т. е. около 20 километров на Солнце). Это самое высокое разрешение, когда-либо достигнутое в солнечной астрономии. Чтобы интерпретировать свои наблюдения, команда сравнила полученные изображения с результатами новейших симуляций, воссоздающих физические процессы на поверхности Солнца.
Исследование подтверждает, что эти бороздки являются признаками едва заметных, но мощных магнитных колебаний — изменений всего в сотню гаусс, сравнимых с силой обычного магнита из холодильника, — которые изменяют плотность и непрозрачность плазмы, смещая видимую поверхность всего на несколько километров. Эти смещения, известные как впадины Уилсона, можно обнаружить только благодаря уникальной разрешающей способности 4-метрового основного зеркала солнечного телескопа Иноуэ, крупнейшего в мире.
«Магнетизм является фундаментальным явлением во Вселенной, и подобные магнитно-индуцированные полосы также наблюдались в более удалённых астрофизических объектах, таких как молекулярные облака», — рассказывает учёный из NSO и соавтор исследования доктор Хан Уитенбрук. «Высокое разрешение Inouye в сочетании с моделированием позволяет нам лучше охарактеризовать поведение магнитных полей в широком астрофизическом контексте».
-----------------
-----------------
-------------------
Изучение магнитной структуры поверхности Солнца необходимо для понимания наиболее энергичных процессов во внешней атмосфере Солнца, таких как вспышки, извержения и корональные выбросы массы, и, следовательно, для улучшения прогнозов космической погоды. Это открытие не только расширяет наше понимание этой структуры, но и открывает возможности для изучения магнитных структур в других астрофизических контекстах — в малых масштабах, которые когда-то считались недостижимыми с Земли.
«Это лишь одно из многих достижений Inouye, демонстрирующих, как он продолжает расширять границы исследований Солнца», — говорит Дэвид Боболтц, заместитель директора NSO по солнечному телескопу Inouye. «Это также подчёркивает важную роль Inouye в понимании физики малых масштабов, которая управляет явлениями космической погоды, влияющими на наше всё более технологичное общество здесь, на Земле».
Предоставлено Ассоциация университетов по исследованиям в области астрономии