Ученые из Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН совместно с коллегами из Канады (А. Смоляков), Великобритании (В. Федун, Г. Верт) и США (В. Хортон) разработали новую модель квазистационарных торнадо в солнечной короне. Она позволяет понять, за счет чего возможно образование таких устойчивых вихрей в солнечной короне, а также смоделировать их жизненный цикл, сообщает сайт института.
Традиционно большой проблемой в физике Солнца является изучение механизмов переноса энергии от видимой поверхности звезды (фотосферы) в ее корону. Если фотосфера нагрета лишь до нескольких тысяч градусов по Цельсию, то корона — уже до более чем миллиона (отдельные части — до десяти миллионов градусов), и с увеличением расстояния эта температура повышается.
Из наблюдений ясно, что значительную роль в этом играют солнечные торнадо — крупные структуры из разогретой плазмы, образующие нечто, по внешнему виду отдаленно похожее на земные смерчи. Однако их природа обусловлена магнитными полями, а не взаимодействием потоков воздуха. Плазма солнечной короны состоит из ионизированных частиц и потому сравнительно электропроводна. Когда через нее проходят линии изменяющегося магнитного поля, плазма может начать двигаться, что и служит причиной появления солнечных торнадо.
Однако до недавнего времени существовали только самые общие представления о том, как именно образуются плазменные вихри такого рода. Авторы новой работы предложили новую модель, описывающую плазму, из которой формируются солнечные торнадо, упрощенным образом — как несжимаемый идеальный плазменный вихрь с «закрученными» (по спирали, из-за возмущений в солнечной магнитосфере) магнитными полями, текущими в соответствии с уравнениями равновесия магнитогидродинамики.
Согласно модели, стабильные солнечные торнадо образуются тогда, когда уравновешиваются два разнонаправленных компонента, влияющих на динамику вихрей. Внутренний радиальный поток стремится сделать торнадо узким и «стоячим». Второй поток, возникающий в плазме, вертикальный. Он «пытается» дать торнадо распространиться в стороны, «расширить» его. За счет того, что оба компонента уравновешивают друг друга, как раз и возникает стабильное (на протяжении часов и даже суток) солнечное торнадо.
Исследователи отмечают, что использованная ими модель заметно упрощена в сравнении с динамикой настоящих солнечных торнадо. Однако она ближе к описанию их поведения, чем все остальные до сих пор существовавшие модели, и поэтому может стать хорошей отправной точкой для их более детального симулирования. Такие симуляции чрезвычайно важны для понимания механизмов образования солнечного ветра — фактора, непосредственно влияющего на стабильность работы спутников и иных космических аппаратов в околоземном пространстве.
По информации http://sci-dig.ru/astronomy/fiziki-obyasnili-proishozhdenie-solnechnyih-tornado/
Обозрение "Terra & Comp".
