Парадокс 20-летней давности в солнечной физике – решен

Этот парадокс послужил стимулом для лабораторных экспериментов и теоретических исследований, которые вместо решения поставили новые вопросы и даже заставили некоторых ученых поставить под сомнение квантовую теорию взаимодействия материи и излучения.

Изображение солнечной атмосферы, показывающее выброс корональной массы. 

Сегодня исследователи из Istituto Ricerche Solari (IRSOL) в Локарно-Монти (входит в USI Università della Svizzera italiana) и Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) на Тенерифе нашли решение этого интригующего парадокса, открыв новое окно для исследования неуловимых магнитных полей солнечной хромосферы в нынешнюю новую эру солнечных телескопов с большой апертурой.

Двадцать пять лет назад загадочный сигнал был обнаружен при анализе поляризации солнечного света с помощью нового прибора Zurich Imaging Polarimeter (ZIMPOL), разработанного в ETH Zurich и позже установленного в IRSOL. Этот загадочный сигнал линейной поляризации, создаваемый процессами рассеяния, появляется на длине волны нейтральной линии натрия (так называемая линия D1), где, согласно квантовой механике, такой поляризации рассеяния не должно быть.

Таким образом, этот сигнал был совершенно неожиданным, и его интерпретация сразу же вызвала интенсивные научные дебаты. Тайна еще больше увеличилась два года спустя, когда журнал Природа опубликовал объяснение, подразумевающее, что слой солнечной атмосферы, известный как хромосфера, полностью не намагничен, что явно противоречит установленным результатам; исследователи полагали, что (за пределами солнечных пятен) эта область пронизана магнитными полями в гауссовом диапазоне.

Новые открытия открыли серьезный парадокс, который бросал вызов солнечным физикам в течение многих лет и даже заставил некоторых ученых поставить под сомнение имеющуюся квантовую теорию взаимодействия материи и излучения.

Теперь Лука Беллуцци (IRSOL) и Хавьер Трухильо Буэно (IAC) показывают решение этого интригующего парадокса. Выводы были достигнуты путем проведения самого передового теоретического моделирования поляризации солнечной линии D1, которое когда-либо предпринималось, включая трехлетнюю работу, проведенную в тесном сотрудничестве между Istituto Ricerche Solari (IRSOL) в Локарно-Монти (входящим в USI Università della Svizzera). italiana) и группа POLMAG Института астрофизики Канарских островов (IAC) на Тенерифе.

«Этот результат имеет очень важные последствия. Поляризационные сигналы рассеяния, подобные наблюдаемому в линии натрия D1, чрезвычайно интересны, потому что они кодируют уникальную информацию о неуловимых магнитных полях, присутствующих в солнечной хромосфере », – объясняют исследователи.

Этот ключевой интерфейсный слой солнечной атмосферы, расположенный между нижележащей более холодной фотосферой и вышележащей короной в миллион градусов, лежит в основе нескольких устойчивых проблем в физике Солнца, включая понимание и предсказание эруптивных явлений, которые могут сильно повлиять на наши технологии. -зависимое общество.

Магнитное поле, как известно, является основным двигателем впечатляющей динамической активности солнечной хромосферы, но наши эмпирические знания о его интенсивности и геометрии все еще в значительной степени неудовлетворительны.

Решение давнего парадокса поляризации солнечной линии D1 доказывает справедливость нынешней квантовой теории поляризации спектральных линий и открывает новое окно для исследования магнетизма солнечной атмосферы в нынешнюю новую эру большой апертурной солнечной энергии. телескопы ».