Внешняя атмосфера Солнца имеет сложную, неровную форму и со временем заметно меняется — к такому выводу пришли учёные, впервые построившие проверенные карты границы между Солнцем и остальной Солнечной системой. Речь идёт об альфвеновской критической поверхности — невидимой границе, за которой частицы плазмы уже не могут вернуться к Солнцу и становятся частью солнечного ветра.

Эта поверхность отделяет солнечную корону — разреженную горячую оболочку, видимую во время полных солнечных затмений, — от потока заряженных частиц, непрерывно уносящихся в межпланетное пространство. Долгое время её форму и размеры оценивали лишь косвенно, по данным аппаратов, находящихся на расстоянии порядка орбиты Земли. Ситуация изменилась в 2021 году, когда зонд NASA Parker Solar Probe впервые в истории пролетел ниже альфвеновской поверхности, приблизившись к Солнцу примерно на 13 миллионов километров.

Иллюстрация: Grok

С тех пор аппарат ещё 15 раз пересекал эту границу, а в декабре подошёл к поверхности Солнца на расстояние всего 6,1 миллиона километров. Команда под руководством гелиофизика Сэма Бэдмана из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики объединила прямые измерения Parker Solar Probe с данными других солнечных обсерваторий. Это позволило реконструировать форму альфвеновской поверхности и распределение плотности, скорости и температуры плазмы вблизи неё.

Полученные карты показали, что граница далека от гладкой сферы. Она имеет волнистую, «шипастую» структуру, и становится всё более неровной по мере роста солнечной активности. За время наблюдений учёные проследили изменения поверхности на протяжении значительной части 11-летнего магнитного цикла Солнца — от спокойного минимума с небольшим числом пятен и вспышек до максимума, когда активность резко возрастает. В этот период альфвеновская поверхность расширяется и теряет симметричность.

Форма альфвеновской поверхности Солнца в 2018–2025 годах. На каждом изображении показана двумерная форма альфвеновской границы вблизи экваториальной плоскости Солнца. Синим цветом отмечены данные по наблюдениям Solar Orbiter, красным — по измерениям зонда Parker Solar Probe. «Кадры» расположены в хронологическом порядке — от верхнего левого угла к нижнему правому — и соответствуют последовательным сближениям Parker с Солнцем. Источник: Samuel T. Badman et al 2025 ApJL 995 L37

Авторы работы рассчитывают продолжить наблюдения в ближайшие годы, когда Солнце снова будет приближаться к минимуму активности. Понимание структуры этой границы важно не только для фундаментальной гелиофизики, но и для практических задач — от прогнозирования космической погоды и влияния солнечной активности на спутники до изучения возможных эффектов на атмосферные процессы и биологические системы.

Результаты также имеют значение для исследований экзопланет. У некоторых звёзд альфвеновская поверхность может простираться значительно дальше, чем у Солнца, особенно если звезда обладает сильным магнитным полем. Планеты, вращающиеся вблизи таких звёзд, могут находиться внутри этой границы постоянно, что, по мнению учёных, создаёт неблагоприятные условия для потенциальной обитаемости.

Подробнее на iXBT