Охлажденная плазма возвращается на поверхность Солнца со сравнительно небольшой высоты, указывая на место загадочного разогрева солнечной короны.
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.
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.
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.
