Российские учёные открыли новый класс горячих плазменных структур

      Комментарии к записи Российские учёные открыли новый класс горячих плазменных структур отключены

Российские учёные открыли новый класс горячих плазменных структур

Внеатмосферные (космические) изучения Солнца ведутся более 50 лет. По инициативе С.Л. Мандельштама уже на втором неестественном спутнике Почвы был установлен прибор, что регистрировал рентгеновское коротковолновое излучение. Аппаратура, созданная экспертами лаборатории рентгеновской спектроскопии Солнца Физического университета им. П.Н.

Лебедева РАН, разрешила в первый раз взять монохроматические изображения всего солнечного диска и прилегающей короны в рентгеновском диапазоне с высоким пространственным и временным разрешением. В следствии был открыт новый класс тёплых плазменных структур.

Размеры таких структур варьируются от десяти до сотен тысяч километров, а температура превышает 5 миллионов градусов. Последний спутник проекта КОРОНАС «разглядел» фактически не изученную область – нижнюю корону Солнца.

Внешний пограничный слой Солнца – фотосфера – имеет температуру около шести тысяч градусов. С удалением от поверхности температура начинает падать, примерно до четырех тысяч градусов, но после этого нежданно возрастает. В узком в солнечных масштабах, так именуемом переходном слое, где плотность плазмы падает на пара порядков, температура достигает полутора миллионов градусов.

Из-за чего корона тёплая, мы не знаем. В магнитном поле различных магнитоплазменных структур запасено огромное количество энергии. Объяснение механизма выделения данной преобразования и энергии ее в другие формы (в ускоренные частицы, потоки плазмы, тепло, электромагнитное излучение) – это неспециализированная фундаментальная задача астрофизики, – говорит ведущий научный сотрудник отдела спектроскопии ФИАН, врач физико-математических наук Александр Урнов.

Ответов на многие принципиальные для ответа фундаментальных неприятностей вопросы, связанные как со строением, так и с «жизнедеятельностью» короны, пока нет. Одна из обстоятельств – недостаточность нужных для построения моделей информации о физических чертях магнитоплазменных образований (таких как температурный состав, электронная плотность и др.).

Для понимания явлений нагрева и механизмов короны солнечной активности требуется значительное повышение пространственного и временного разрешения исследовательской аппаратуры. Сейчас мы можем видеть объекты величиной порядка секунды дуги в угловой мере, что в линейных размерах на Солнце образовывает около тысячи километров. А необходимо разрешать объекты практически на порядок меньшего размера.

Сотрудники лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН изучают коротковолновое излучение солнечной короны с 1958 года. Способ «изображающей спектроскопии» (imaging spectroscopy), используемый при изучениях Солнца, употребляется уже более 20 лет для регистрации изображений в узких спектральных промежутках, выделенных особыми фильтрами. Но в этих промежутках оказывается в большинстве случаев не одна, а пара линий, формирующихся при различных температурах.

Определенный вклад дает и так называемый постоянный спектр. Все это значительно затрудняет определение температурного состава корональной плазмы. Сотрудники лаборатории создали неповторимый прибор – спектрогелиограф, дающий монохроматическое изображение всего нижней короны и диска Солнца в линиях и рентгеновской 160 линии вакуумного ультрафиолета.

Получение для того чтобы количества спектральной информации (дополнительно к пространственно-временной) очень важно для плазменных моделей явлений солнечной активности, помогающих осознать механизм их развития и образования.

Три запуска в рамках программы КОРОНАС, не обращая внимания на маленькую судьбу спутников, дали большое количество только полезной информации. В первый раз взяты серии рентгеновских «фотографий» всего Солнца в монохроматической линии с высоким пространственным и временным разрешением. Монохроматические изображения в рентгене еще никто не регистрировал, приобретали лишь в ультрафиолете. Но и в ультрафиолете была придумана и реализована собственная уникальная схема.

Дабы линии не перекрывались (из-за громадного углового размера Солнца), была создана конструкция, сочетающее в себе дифракционную решетку и многослойное рентгеновское зеркало. Изображение Солнца сжимается в одном направлении – дисперсии (разложения в спектр), и вместо диска получается «огурец». В этом направлении значительно уменьшается пространственное разрешение, но спектрограммы не перекрываются.

Это дает возможность приобрести изображения одной и той же активной области Солнца в десятках линий, характеризующихся разными температурами свечения.

Рис. 1. И ещё один ультрафиолетовый снимок светила: выброс и солнечные вспышки корональной плазмы. (12 февраля 2010 года; фото NASA).

На последнем спутнике КОРОНАС-ФОТОН, – говорит Александр Урнов, – были взяты изображения в различных монохроматических лучах не только с высоким пространственным, но и с рекордным временным разрешением. Это разрешило заметить динамику плазменных структур в фактически не изученной области – нижней короне. Причем не в рассеянном свете, а в собственном ультрафиолетовом излучении.

Изображения в видимом (рассеянном) свете дальней короны, в которых наблюдаются так именуемые корональные выбросы весов (КВМ), природа которых остается во многом таинственной, с 1995 года систематично ведет станция SOHO (совместный проект ЕКА и НАСА). Но наряду с этим приходится делать неестественную луну и закрывать не только диск Солнца, но и нижнюю корону, дабы устройства не «ослепли» от излучения солнечного диска, которое в десятки и более миллионов раз превышает рассеянный свет.

Другими словами замечать возможно только то, что происходит на расстоянии двух радиусов от Солнца. Как раз эту, закрытую неестественной луной область, разрешил разглядеть отечественный новый прибор – коронограф. Он владеет огромным динамическим диапазоном по измеряемой интенсивности, а это разрешает закрывать лишь солнечный диск и замечать всю корону от границы диска.

В следствии были взяты совсем неповторимые экспериментальные эти.

На базе данных, взятых в опытах СПИРИТ и ТЕСИС на спутниках КОРОНАС-Ф и КОРОНАС-ФОТОН, в ФИАНе созданы новые способы количественной диагностики плазмы. Посредством этих способов была выяснена пространственно-временная динамика черт тёплых плазменных структур и выполнена их классификация.

Благодаря взятой информации о физических чертях этих структур удалось выстроить плазменную модель явления – так именуемого «паука» либо широкомасштабного долгоживущего тёплого плазменного образования, в первый раз найденного в монохроматических рентгеновских изображениях в опыте СПИРИТ.

Изображающая спектроскопия всего Солнца и части прилегающей атмосферы позволяет изучать не только локальные, но и глобальные процессы, следить за активностью Солнца, отслеживать происхождение корональных выбросов и вспышек. Полученные результаты высоко оценены интернациональным научным сообществом. На данный момент обсуждается совместный с NASA проект запуска исследовательской космической станции.

По данным:

Аномальная погода. Землетрясения, наводнения, шторм. Учёные открыли новый континент! Выпуск 51


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: