На Земле капли дождя свободно падают вниз под действием гравитации. Заряженная плазма Солнца направляется его магнитными полями и, поднявшись слишком высоко, остывает и проливается «корональным дождем». Падение вдоль изогнутых силовых линий напоминает спуск с горки, и поднятый над поверхностью звезды плазматический тяж замыкается в громадную петлю. У ее «ножек» плазма раскаляется до сотен тысяч и даже миллиона градусов, а ближе к вершине остывает и понемногу скапливается. Отсюда она и может падать вниз, словно дождь.
©LittleSDOHMI
Некоторые из таких петель плазмы достигают по-настоящему гигантских размеров. При солнечных затмениях они видны как длинные, сужающиеся на концах лепестки — шлемовидные корональные стримеры. Эти образования служат источниками медленных частиц солнечного ветра, которые переживают несколько разогревов и остываний, прежде чем отправятся в полет. Высота, на которой прекращается их разогрев при подъеме по стримеру, интересна и с точки зрения одного из самых известных парадоксов Солнца — экстремального разогрева его короны, раскаленной на порядки сильнее недр звезды.
Шлемовидные корональные стримеры поднимаются высоко в солнечную корону и лучше всего видны во время затмений / ©?pice observatory, Vojtech Ru?in, Miloslav Druckm?ller
Поэтому ученые из Центра космических полетов им. Годдарда NASA решили рассмотреть остывание плазмы и выпадение коронального дождя в шлемовидных стримерах. Для этого они использовали данные, полученные зондом SDO, который был запущен еще в 2010 году и с тех пор снимает Солнце каждые 12 секунд. Однако никаких свидетельств коронального дождя в таких стримерах заметить не удалось.
Зато он постоянно появлялся в петлях куда меньшего размера, поднимающихся максимум на 50 тысяч километров — считаные проценты от высоты шлемовидных стримеров. Об этом Николин Вайалл (Nicholeen Viall) и ее коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters. «Мы по-прежнему не знаем, отчего происходит разогрев короны, — говорят авторы, — но мы знаем, где именно он происходит».
При этом ученые заметили, что корональный дождь обнаруживается не только в замкнутых петлях, на вершине которых плазма теоретически способна скапливаться и остывать, но и в разомкнутых структурах, откуда она должна убегать в космос, внося вклад в появление солнечного ветра. Ученые предполагают, что это происходит в моменты перезамыкания силовых линий магнитных полей Солнца. Следуя за ними, замкнутая петля, накопившая плазму, может размыкаться, вызывая резкое расширение и охлаждение ее частиц. В этом случае часть из них унесется солнечным ветром, а часть — упадет снова, пролившись корональным дождем.
Авторы сообщают, что теперь работают над созданием компьютерной модели этих процессов, а также ожидают прибытия к Солнцу нового зонда Parker. Запущенный в 2018 году, он подбирается к звезде все ближе. Аппарат сблизится с ней теснее, чем какой-либо другой до него, и наверняка сможет наблюдать корональные дожди во всех грандиозных деталях.
