Корональные выбросы и солнечная корона¶

Корона (от лат. corona — «венец, венок») — в астрономии внешняя, наиболее разрежённая и горячая оболочка звёзд, в первую очередь Солнца, наблюдаемая в оптическом диапазоне во время полных солнечных затмений, а также в ультрафиолетовом и рентгеновском излучении внеатмосферными телескопами. В более широком смысле термин применяется к любым светящимся ореолам вокруг небесных тел (например, корона вокруг Луны, возникающая из-за дифракции света на ледяных кристаллах), однако в научной литературе под «короной» без уточнений почти всегда понимают солнечную корону.

¶Солнечная корона

Солнечная корона простирается на расстояние в несколько радиусов Солнца, плавно переходя в гелиосферу — поток плазмы, заполняющий межпланетное пространство. Её температура составляет от 1 до 3 миллионов кельвинов, что на два-три порядка выше температуры видимой поверхности Солнца — фотосферы (около 5800 К). Этот парадокс, известный как «проблема нагрева короны», остаётся одной из нерешённых задач астрофизики: механизмы переноса энергии от фотосферы к внешним слоям не объясняются простой теплопроводностью.

Плотность корональной плазмы крайне мала — порядка 10⁹ частиц на кубический сантиметр у основания, что в миллиарды раз меньше плотности атмосферы Земли на уровне моря. Именно поэтому корона видна невооружённым глазом лишь при затмении: её яркость сравнима с яркостью полной Луны, и свет фотосферы полностью её подавляет.

¶Структура и виды

Корона неоднородна и состоит из нескольких характерных образований:

• Корональные дыры — области пониженной плотности и температуры с открытыми линиями магнитного поля, откуда исходит высокоскоростной солнечный ветер.
• Активные области — зоны усиленного магнитного поля, связанные с пятнами и вспышками.
• Корональные петли — замкнутые магнитные структуры, удерживающие горячую плазму.
• Стримеры — радиальные шлемовидные структуры, наблюдаемые над активными областями.
• Корональные выбросы массы (КВМ) — крупномасштабные выбросы плазмы и магнитного поля в межпланетное пространство.

¶Наблюдения

Регулярные наблюдения короны начались с изобретения коронографа Бернардом Лио в 1930 году: прибор искусственно перекрывает диск Солнца, создавая «искусственное затмение». С запуском космических аппаратов (Skylab, SOHO, STEREO, Solar Orbiter, Parker Solar Probe) стало возможным наблюдать корону в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах круглосуточно. Данные этих миссий лежат в основе прогнозов космической погоды.

¶Корональные выбросы массы

Корональный выброс массы — это выброс миллиардов тонн плазмы и вмороженного магнитного поля из солнечной короны в межпланетное пространство. Скорость таких выбросов достигает 3000 км/с, а энергия отдельного события может составлять 10²⁵ джоулей. КВМ часто сопровождают солнечные вспышки, но могут происходить и независимо от них.

При достижении магнитосферы Земли выброс способен вызвать геомагнитную бурю, полярные сияния в низких широтах, сбои радиосвязи, нарушения работы спутников и наведённые токи в линиях электропередачи. Крупнейшее зарегистрированное событие — геомагнитная буря 1859 года (событие Кэррингтона), вызвавшая отказ телеграфных систем; аналогичное событие сегодня нанесло бы значительный ущерб энергетической и коммуникационной инфраструктуре.

¶Другие значения термина

Помимо астрономического, слово «корона» имеет ряд значений:

В оптике и метеорологии различают дифракционную корону (цветные кольца вокруг светила, обусловленные интерференцией света на мелких частицах) и гало (рефракционное явление на ледяных кристаллах). Короны меньшего размера наблюдаются вокруг уличных фонарей и других ярких источников.

¶Коронарные явления в медицине

В кардиологии термин «коронарный» (от лат. coronarius — «венечный») относится к системе коронарных артерий, снабжающих кровью миокард. Коронарная недостаточность, коронарография, коронарное шунтирование — ключевые понятия диагностики и лечения ишемической болезни сердца. Здесь этимология совпадает с астрономической: артерии названы «венечными» из-за характерного расположения в виде венца вокруг сердца.

¶Культурное и символическое значение

Корона как символ власти известна с древнейших времён: венец фараонов, лавровый венок римских триумфаторов, железная корона лангобардов, императорские короны Европы. В геральдике корона обозначает ранг и титул владельца герба. В переносном смысле «корона» означает высшую точку, завершение чего-либо («корона творения»), а также употребляется в устойчивых выражениях, связанных с монархией.

¶Научное значение

Изучение солнечной короны имеет фундаментальное и прикладное значение. Оно позволяет понять механизмы переноса энергии в плазме, природу магнитного пересоединения и процессы, формирующие солнечный ветер. Прикладной аспект связан с прогнозированием космической погоды, от которой зависят работа спутниковых систем, авиации, энергосетей и пилотируемых полётов. Современные модели, такие как магнито-гидродинамические расчёты, стремятся предсказывать корональные выбросы за 1–3 суток до их прихода к Земле.