Найчіткіше зображення Сонця виявляє приховані магнітні смуги

24 червня 2025 р. 13:13

24 червня 2025 р. 13:13

Вчені отримали найчіткіше зображення Сонця, виявивши магнітні «смуги»

Вчені з Національної сонячної обсерваторії Національного наукового фонду США отримали найдетальніше зображення поверхні Сонця з усіх зафіксованих. Використовуючи потужний сонячний телескоп імені Даніеля К. Іноуе на Гаваях, команда виявила надтонкі магнітні «смуги» шириною всього 20 кілометрів — приблизно з довжину Мангеттена.

Ці яскраві та темні смуги, відомі як смуги, брижаться вздовж країв сонячних гранул і створюються тонкими магнітними полями, схожими на завісу. Коли сонячне світло проходить через ці магнітні структури, його яскравість змінюється, подібно до того, як змінюється світло, коли воно просвічує крізь хвилясту завісу.

Це відкриття розкриває прихований шар складності магнітного ландшафту Сонця та демонструє неймовірну здатність телескопа Іноує виявляти особливості, які раніше вважалися невидимими з Землі. Це відкриває шлях до глибшого розуміння того, як сонячний магнетизм спричиняє потужні події, такі як спалахи та шторми в космосі.

Команда фізиків-сонця зробила визначне відкриття, виявивши складні магнітні візерунки на поверхні Сонця. Використовуючи неперевершену потужність сонячного телескопа імені Даніеля К. Іноуе на Гаваях, вчені отримали найдетальніші зображення сонячної поверхні, коли-небудь зареєстровані. Вперше вони спостерігали надтонкі яскраві та темні смуги на Сонці, шириною всього 20 кілометрів, приблизно завдовжки з Мангеттен.

Ці смуги, відомі як смуги, з’являються вздовж країв сонячних конвекційних комірок, які називаються гранулами. Вони викликані тонкими, листоподібними магнітними полями, які брижаться та коливаються, як тканина на вітрі. Коли світло від гарячих стінок гранул проходить крізь ці магнітні «завіси», воно створює смугастий візерунок, який відображає ледь помітні зміни магнітного поля Сонця. Яскравіші ділянки показують сильніші поля, а темніші — слабші.

«У цій роботі ми вперше досліджуємо дрібномасштабну структуру сонячної поверхні з безпрецедентною просторовою роздільною здатністю лише близько 20 кілометрів, або довжиною острова Мангеттен», — каже вчений NSO доктор Давид Курідзе, провідний автор дослідження. «Ці смуги є відбитками дрібномасштабних варіацій магнітного поля».

Ці результати були неочікуваними та стали можливими лише завдяки безпрецедентним можливостям сонячного телескопа Іноуе. Команда використовувала прилад Inouye Visible Broadband Imager (VBI), що працює в G-діапазоні, певному діапазоні видимого світла, особливо корисному для вивчення Сонця, оскільки він виділяє області з сильною магнітною активністю, що робить такі особливості, як сонячні плями та дрібномасштабні структури, як ті, що представлені в дослідженні, легше помітними. Установка дозволяє дослідникам спостерігати сонячну фотосферу з вражаючою просторовою роздільною здатністю, що перевищує 0,03 кутової секунди (тобто близько 20 кілометрів на Сонці). Це найчіткіший показник, коли-небудь досягнутий у сонячній астрономії. Щоб інтерпретувати свої спостереження, команда порівняла зображення з передовими симуляціями, які відтворюють фізику поверхні Сонця.

Дослідження підтверджує, що ці смуги є ознаками ледь помітних, але потужних магнітних коливань — коливань лише в сто гаусів, порівнянних з силою типового магніту холодильника, — які змінюють щільність і непрозорість плазми, зміщуючи видиму поверхню лише на кілометри. Ці зміщення, відомі як западини Вільсона, можна виявити лише завдяки унікальній роздільній здатності 4-метрового первинного дзеркала Сонячного телескопа NSF Inouye, найбільшого у світі.

«Магнетизм — це фундаментальне явище у Всесвіті, і подібні магнітно-індуковані смуги також спостерігалися у більш віддалених астрофізичних об’єктах, таких як молекулярні хмари», — ділиться вчений NSO та співавтор дослідження доктор Хан Уйтенбрук. «Висока роздільна здатність Іноує в поєднанні з моделюванням дозволяє нам краще характеризувати поведінку магнітних полів у широкому астрофізичному контексті».

Вивчення магнітної архітектури сонячної поверхні є важливим для розуміння найенергійніших подій у зовнішній атмосфері Сонця, таких як спалахи, виверження та викиди корональної маси, і, як наслідок, для покращення прогнозів космічної погоди. Це відкриття не лише покращує наше розуміння цієї архітектури, але й відкриває шлях до вивчення магнітних структур в інших астрофізичних контекстах, а також у малих масштабах, які колись вважалися недосяжними з Землі.

«Це лише одна з багатьох перших спроб телескопа «Іноуе», яка демонструє, як він продовжує розширювати межі досліджень сонця», — каже заступник директора NSO сонячного телескопа «Іноуе» доктор Девід Бобольц. «Це також підкреслює життєво важливу роль «Іноуе» в розумінні дрібномасштабної фізики, яка зумовлює космічні погодні явища, що впливають на наше дедалі технологічніше суспільство тут, на Землі».

Стаття, що описує це дослідження, під назвою «Смугована сонячна фотосфера, що спостерігається з роздільною здатністю 0,03 дюйма», тепер доступна в The Astrophysical Journal Letters .

Наука