Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца

В верхней части солнечной атмосферы при помощи суборбитального телескопа High Resolution Coronal Imager, который делает снимки с очень высоким разрешением, удалось разглядеть ранее не виденные детали — тонкие нити горячей плазмы, образующие корональные петли. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Корональные петли — основные элементы короны (верхней атмосферы) Солнца, поскольку они наблюдаются как на спокойном Солнце, так и при повышенном уровне его активности. Их структуру исследуют с 1940-х годов, наблюдая в жёстком ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. В активных областях до сих пор выделялось два вида петель — короткие горячие петли в центре таких областей, обычно наблюдаемые в рентгеновском диапазоне, и менее горячие и более длинные петли, окружающие центр, которые видны в ультрафиолете. Изучая нагрев корональных петель, необходимо понимать, являются они однородными по температуре вдоль луча зрения, или нет. Если такие петли неоднородны по температуре, значит, они содержат еще более мелкие структуры или состоят из структур, которые пока невозможно разрешить. Определение наличия таких структур — важный шаг в понимании того, как нагревается плазма в корональных петлях.

Группа исследователей из Великобритании, Германии и США под руководством Роберта Уолша (Robert W. Walsh) из Универститета Центрального Ланкашира изучала изображения активного региона AR 12712, полученные при помощи суборбитального телескопа NASA High Resolution Coronal Imager (Hi-C). Этот телескоп впервые был запущен при помощи метеорологической ракеты 11 июля 2012 года и получил изображения с пространственным разрешением 0,3-0,4 секунды дуги и интервалом между снимками в пять секунд, что позволило разглядеть корону намного детальнее, чем это делают космические телескопы. Например, обсерватория солнечной динамики (SDO/AIA) делает снимки с разрешением 1,5 секунды дуги с интервалом в 12 секунд, а обсерватория SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) — с разрешением пять секунд дуги и с интервалом 12 минут. Второй запуск телескопа был неудачным — данные собрать не удалось. Поэтому третий по порядку полет Hi-C, который состоялся 29 мая 2018 года, называется 2.1. В отличие от первого полета, во время которого делались снимки в жестком ультрафиолете с полосой пропускания 19,1 нанометра, во втором полете телескоп работал в полосе пропускания 17,2 нанометра. За шесть минут было сделано 78 снимков с экспозицией две секунды и интервалом 4,4. секунды, а пространственное разрешение было еще более высоким — 0,129 секунды дуги. Во время полета телескоп испытал некоторые проблемы с ориентацией в пространстве, что привело к периодической вибрации, из-за которой примерно половина снимков получились недостаточно четкими.

Сопоставляя снимки Hi-C 2.1 с данными наблюдения того же региона телескопом SDO/AIA с полосой пропускания 17,1 нанометра, исследователи измерили толщину 49 нитевидных структур в солнечной короне. Снимки нового телескопа показали наличие в области с более интенсивным излучением структур толщиной около 202 км, в то время как большинство обычно различимых нитей имело толщину около 513 км. В области с менее интенсивным излучением преобладают нити толщиной 388 км. Следующая задача — проверить, наблюдаются ли такие тонкие структуры в других полосах пропускания и измерить их температуру. Если подтвердится наличие широкого диапазона температур, это станет хорошим доказательством в пользу мультитермальной модели, которая решит проблему нагрева короны. Однако для этого необходим космический телескоп, который будет работать с тем же разрешением, что Hi-C 2.1, считают астрофизики.

Разрешающая способность солнечных телескопов, работающих в различных диапазонах, постоянно увеличивается. Так, расположенный на Гавайях DKIST (Daniel K. Inouye Solar Telescope), обладающий четырехметровым главным зеркалом и системой адаптивной оптики, недавно получил снимок фотосферы, на котором можно различить объекты размером до 30 км.

Евгения Скареднева