Используя спутники Cluster на манер микроскопа, европейские ученые рассмотрели поток солнечного ветра с большим разрешением и обнаружили в нем крошечные турбулентные завихрения.

Зонды Cluster за работой: взгляд художника

При достаточно высокой скорости течения среды в ней начинают самопроизвольно появляться линейные и нелинейные волны — она «бурлит» турбулентностью. Такое происходит в воде и воздухе, в плазме термоядерных токамаков — и в плазме космоса, в том числе и в потоке заряженных частиц солнечного ветра.

Эта турбулентность солнечного ветра может играть существенную роль в поддержании его температуры: и в самом деле, удаляясь от Солнца, он охлаждается намного медленнее, чем можно было бы ожидать при плавном потоке, без турбулентностей.

Первые детальные наблюдения турбулентных завихрений солнечного ветра провели два из четырех спутников Cluster, ведущих работу на околоземной орбите. Выстроившись по направлению ветра на расстоянии около 20 км, они замеряли его поток с частотой 450 раз в секунду. Сравнив данные наблюдений с теоретическими предсказаниями, ученые подтвердили гипотезу о существовании турбулентных завихрений, имеющих как раз порядка 20 км в поперечнике.

Такие завихрения Cluster замечал в куда больших масштабах, порядка сотни километров, на границе магнитосферы Земли, где в нее врезается солнечный ветер. Турбулентность здесь сочетается с перезамыканием силовых линий магнитных полей — процессом, который сопровождается выбросом энергии.

В связи с этим ученых интересует, не происходит ли перезамыкания и в более мелких завихрениях в потоке солнечного ветра. Такой процесс обеспечивал бы приток дополнительной энергии и «незапланированный» разогрев плазмы солнечного ветра — однако наблюдать его еще только предстоит.

По пресс-релизу ESA