Корональные дыры — это области короны Солнца , которые испускают низкие уровни ультрафиолетового и рентгеновского излучения по сравнению с их окружением. Они состоят из относительно холодной и разреженной плазмы , пронизанной магнитными полями , которые открыты в межпланетное пространство . [1] По сравнению с обычным замкнутым магнитным полем короны, которое изгибается между областями противоположной магнитной полярности, открытое магнитное поле корональной дыры позволяет солнечному ветру выходить в космос с гораздо большей скоростью. Это приводит к снижению температуры и плотности плазмы в месте корональной дыры, а также к увеличению скорости среднего солнечного ветра, измеренной в межпланетном пространстве. [2]
Потоки быстрого солнечного ветра, исходящие из корональных дыр, могут взаимодействовать с медленными потоками солнечного ветра, образуя области взаимодействия с совращающимися компонентами. Эти области могут взаимодействовать с магнитосферой Земли , образуя геомагнитные бури малой и средней интенсивности. Во время солнечных минимумов CIR являются основной причиной геомагнитных бурь.
Корональные дыры впервые были обнаружены во время полных солнечных затмений . Они выглядели как темные области, окруженные гораздо более яркими шлемовидными полосами над краем Солнца. [3]
В 1960-х годах корональные дыры появились на рентгеновских снимках, полученных с помощью зондирующих ракет , и в наблюдениях на радиоволнах радиотелескопом Сиднея Криса Кросса . В то время было неясно, что это такое. Их истинная природа была признана в 1970-х годах, когда рентгеновские телескопы миссии Skylab были запущены над атмосферой Земли, чтобы выявить структуру короны. [2] [4]
Размер и численность корональных дыр соответствуют солнечному циклу . По мере того, как Солнце движется к солнечному максимуму, корональные дыры приближаются к полюсам Солнца. [4] Во время солнечных максимумов количество корональных дыр уменьшается до тех пор, пока магнитные поля на Солнце не поменяют полярность. После этого новые корональные дыры появляются около новых полюсов. Затем корональные дыры увеличиваются в размере и количестве, простираясь дальше от полюсов, по мере того, как Солнце снова движется к солнечному минимуму. [5]
Солнечный ветер существует в основном в двух чередующихся состояниях, называемых медленным солнечным ветром и быстрым солнечным ветром . Последний возникает в корональных дырах и имеет радиальные скорости потока 450–800 км/с по сравнению со скоростями 250–450 км/с для медленного солнечного ветра. [6] [7] Взаимодействие между быстрыми и медленными потоками солнечного ветра создает области взаимодействия потоков, которые, если присутствуют после вращения Солнца , называются областями взаимодействия совместного вращения (CIR). [8] [9]
CIR могут взаимодействовать с магнитосферой Земли , вызывая геомагнитные бури малой и средней интенсивности . Большинство геомагнитных бурь средней интенсивности возникают из CIR. Обычно геомагнитные бури, возникающие из CIR, начинаются постепенно (в течение нескольких часов) и не такие сильные, как бури, вызванные корональными выбросами массы (CME), которые обычно начинаются внезапно. Поскольку корональные дыры и связанные с ними CIR могут длиться в течение нескольких солнечных оборотов (т. е. нескольких месяцев), [8] [9] прогнозирование повторения этого типа возмущений часто возможно значительно раньше, чем для возмущений, связанных с CME. [2] [10] [3]