Фізики з Японії, Бельгії та США вперше виявили прямі свідчення резонансного поглинання в короні Сонця. Цей ефект пояснює розігрів газу в ній до мільйонів градусів, непорівнянний з температурами нижчої фотосфери (близько 5800 кельвінів) і хромосфери (від 4000 до 20000 кельвінів). Робота опублікована в і складається з двох статей, присвячених спостереженням (препринт) і комп'ютерному моделюванню (препринт). Коротко з результатами можна ознайомитися в прес-релізі Японської національної астрономічної обсерваторії.
Резонансне поглинання - процес, в якому два різних типи хвиль, породжуваних магнітними явищами, резонують, посилюючи інтенсивність один одного.
Для спостережень резонансного поглинання фізики скоординували роботу двох супутників, що займаються дослідженням фізики Сонця - Hinode (JAXA) і IRIS (NASA). Апарати майже одночасно проводили зйомку ділянки Сонця, на якій були виявлені протуберанці. Метою зйомки було виявлення альфвенівських хвиль - плазмових хвиль, що рухаються вздовж ліній магнітного поля. Окремо, кожен з апаратів може надійно спостерігати лише один з видів цих хвиль: Hinode «бачить» поперечні хвилі, а IRIS - хвилі кручення.
Авторам вперше вдалося показати, що два типи цих хвиль синхронізовані між собою. Причому ця синхронізація, як порівнює прес-реліз організації, більше схожа на хвилі, що виникають навколо ложки при розмішуванні чаю рухами вперед-назад. Циклічні рухи ложки викликають наступні за нею хвилі.
Фізики спостерігали розвиток окремих ниток протуберанця, що виник на Сонці. За даними Hinode, в протуберанці утворилися поперечні хвилі. Через резонанс вони запустили рух скручуючих потоків плазми, які спостерігає IRIS. Потік став турбулентним і розсіяння енергії призвело до нагріву речовини корони - з 10 до 100 тисяч кельвінів.
Така модель виникнення тепла в системі добре узгоджується з обчисленнями, проведеними на суперкомп'ютері ATERUI. Важливо відзначити, що максимальний нагрів досягається на поверхні нитки протуберанця. Автори порівнюють резонанс поперечних хвиль і хвиль кручення з розгойдуванням на гойдалках - рухи тіла, що зміщують центр тяжкості, призводять до збільшення амплітуди коливань гойдалок.
Проблема нагріву сонячної корони займає вчених вже більше 70 років, на даний момент вона все ще залишається невирішеною. Такий розігрів не може відбуватися через звичайні термодинамічні процеси, оскільки другий закон термодинаміки забороняє передачу тепла від менш нагрітого тіла до нагрітого. Вважається, що ключовою в розігріві речовини корони може бути резонансне поглинання альфвенівських хвиль, проте всі наявні спостереження цього процесу були непрямими. Нова робота вперше дала пряме підтвердження резонансному поглинанню.