Крупнейший земной радиотелескоп сфотографировал Солнце

Снимок Солнца в видимом диапазоне и радиоизображение солнечного пятна на нем, полученное ALMA на длине волны 1,25 миллиметра

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA

Крупнейший наземный массив радиотелескопов ALMA впервые за время работы провел съемку поверхности Солнца в миллиметровом диапазоне. Эти наблюдения резко отличаются от обычных объектов ALMA — галактик эпохи реионизации, протопланетных дисков звезд и газопылевых туманностей. Радиоастрономам удалось получить детальные изображения гигантского солнечного пятна радиусом в два раза больше земного. Об этом сообщает пресс-релиз Южной европейской обсерватории.

Наблюдения за астрономическими объектами в различных спектральных диапазонах позволяют получать информацию о принципиально разных физических процессах, протекающих в них. К примеру, исследования Крабовидной туманности в видимом спектре показывают расширение газовых облаков после взрыва сверхновой, а рентгеновские данные позволяют разглядеть нейтронную звезду-пульсар и последствия ее активности. 

Наблюдения за Солнцем также ведутся в различных диапазонах несколькими космическими аппаратами и наземными обсерваториями. В рентгене, жестком и мягком ультрафиолете Солнце фотографируют космические обсерватории SOHO, Hinode и STEREO. Снимки в первых двух диапазонах предназначены для исследования наиболее высокоэнергетических процессов, происходящих в разогретой до миллиона градусов короне Солнца. В частности, они позволяют фиксировать корональные выбросы массы.

ALMA — массив из 66 радиотелескопов, расположенный в пустыне Атакама (Чили). Благодаря совместной обработке данных с нескольких телескопов одновременно систему можно рассматривать как единый радиотелескоп с базой около 18,5 километра. Ее наблюдения относятся к миллиметровому диапазону — это излучение соответствует гораздо менее энергетичным процессам, нежели ультрафиолетовое и видимое (сотни нанометров). 

С помощью радиообзоров, в частности, можно «заглянуть» в область под короной Солнца — хромосферу (еще ниже располагается «поверхность» светила — фотосфера). Наблюдения ALMA позволили радиоастрономам оценить распределение температур в ней, а также определить форму центральной области крупного солнечного пятна. 


ALMA провела две серии наблюдений: на длинах волн в 1,25 миллиметра и 3 миллиметра. Они соответствуют двум различным глубинам хромосферы, причем более коротковолновое излучение соответствует более глубоким слоям. В частности, ученые получили пару снимков крупного солнечного пятна, примерно в два раза большего, чем диаметр Земли. На снимках заметны отличия в распределении температур над ним. 

Интересно, что при проектировании ALMA инженеры заранее учитывали, что радиотелескоп будет использоваться для наблюдений за Солнцем. Поэтому антенны были защищены от сфокусированного теплового излучения звезды. В будущем солнечные наблюдения ALMA будут использоваться для изучения динамики хромосферы и ее тепловых особенностей. Это поможет лучше разобраться в физике Солнца.

Радионаблюдения за Солнцем начались еще в 40-х годах XX века после случайного открытия радиоизлучения солнечной короны. Среди активных обсерваторий можно упомянуть Сибирский солнечный радиотелескоп — массив из 256 2,5-метровых радиоантенн, расположенных в виде двух перпендикулярных линий. Он ведет наблюдения на длине волны 5,2 сантиметра. Как отмечается на сайте обсерватории, радиотелескопы позволяют наблюдать за короной Солнца на фоне диска светила, а не только на лимбе. Кроме того, это единственная надежная возможность исследования магнитных полей в короне. 

Одна из неразрешенных проблем физики Солнца — аномальный разогрев короны. Температура внешних областей фотосферы составляет около четырех тысяч градусов Цельсия. Хромосфера от внутренних к внешним областям разогревается до 20 тысяч градусов, а температура короны достигает уже миллиона градусов. Механизм этого разогрева не до конца понятен. Одна из теорий отводит центральную роль процессам резонансного поглощения (они недавно наблюдались напрямую). Также разогрев может быть связан с магнитным пересоединением.

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.