Иллюстрация магнитных полей Солнца, наложенная на изображение Солнца, полученное Обсерваторией солнечной динамики НАСА в 2016 году.
Согласно новому исследованию, опубликованному в среду в журнале, магнитное поле Солнца может сформироваться гораздо ближе к поверхности звезды, чем считалось ранее. Природа. Результаты могут помочь улучшить прогнозы солнечной активности, которая может повлиять на спутники, электросети и системы связи на Земле, а также вызвать великолепные полярные сияния.
«Эта работа предлагает новую гипотезу о том, как генерируется магнитное поле Солнца, которая лучше соответствует солнечным наблюдениям и, как мы надеемся, может быть использована для более точных прогнозов солнечной активности», — сказал Даниэль Лекоане, соавтор исследования и исследователь. — говорит специалист по гидродинамике Северо-Западного университета Кэти Хант из CNN.
Эллен Цвайбель, астрофизик из Университета Висконсин-Мэдисон, которая не участвовала в выводах, называет результаты «интригующими» в редакционной статье, сопровождающей статью. «Они вполне могут предоставить основу для интерпретации более сложных моделей, и они наверняка вдохновят будущие исследования».
Поток плазмы внутри Солнца создает магнитное поле звезды. Это означает, что у Солнца, как и у Земли, есть два магнитных полюса, но каждые 11 лет эти полюса меняются местами. По мере того, как звезда проходит этот цикл, она постепенно переключается между периодами низкой и высокой активности.
Его магнитное поле играет роль в таких событиях, как солнечные вспышки, взрывы, которые выбрасывают в космос энергию, свет и высокоскоростные частицы, а также корональные выбросы массы, солнечные магнитные бури, выбрасывающие газ и магнитные поля. Темные области на поверхности Солнца, называемые солнечными пятнами, также являются результатом действия магнитного поля и, как полагают, связаны с солнечными вспышками, выбросами корональной массы и другой космической погодой.
Прямо сейчас Солнце приближается к концу цикла и приближается к пиковой активности в «солнечном максимуме». В настоящее время здесь наблюдаются интенсивные солнечные бури, которые приводят к широкомасштабным полярным сияниям — например, когда в начале этого месяца самая сильная геомагнитная буря с 2003 года привела к тому, что Северное сияние стало видимым на большей части территории Соединенных Штатов, даже во Флориде.
Несмотря на важность магнитного поля Солнца для всех этих событий, ученые до сих пор не до конца понимают его структуру и то, как оно генерируется.
«Мы до сих пор недостаточно хорошо понимаем Солнце, чтобы делать точные прогнозы» космической погоды, говорит соавтор исследования Джеффри Васил, математик из Эдинбургского университета в Шотландии, Марсии Данн из Associated Press (AP).
Оно может выглядеть относительно небольшим, но темное солнечное пятно на изображении выше (сделанном в 2014 году) имеет диаметр более 80 000 миль — примерно в десять раз больше диаметра Земли. Наличие солнечных пятен на поверхности Солнца связано с поведением магнитного поля звезды.
В прошлой работе исследователи предположили, что магнитное поле возникает глубоко внутри Солнца, где-то на глубине около 130 000 миль под его поверхностью. Но новое исследование пришло к выводу, что происхождение поля находится всего в 20 000 милях под поверхностью звезды.
Чтобы определить, где начинается магнитное поле, исследователи создали модели структуры Солнца и запустили их на суперкомпьютере НАСА. Они изучали, как небольшие изменения во внутреннем потоке плазмы могут привести к различиям в магнитном поле звезды. Когда они смоделировали изменения в потоке плазмы вблизи поверхности Солнца, в результате моделирования были созданы магнитные структуры в тех же областях, где действительно возникают солнечные пятна, около экватора. С другой стороны, изменения в глубине Солнца привели к появлению смоделированных полей вблизи солнечных полюсов, где они обычно не происходят в реальности.
«Наша работа предоставляет убедительные доказательства того, что солнечный цикл начинается вблизи поверхности Солнца в экваториальной области», — говорит Лекоане. ОбратныйЭто Киона Смит.
Этот вывод противоречит традиционным представлениям ученых о магнитном поле Солнца. В редакционной статье Цвайбель называет моделирование «крайне упрощенным».
«Это далеко не последнее слово по проблеме», — говорит Стивен Бальбус, астроном из Оксфордского университета в Англии, который не участвовал в исследовании. Новости Массачусетского технологического институтаДженнифер Чу. «Однако это свежее и очень многообещающее направление для дальнейшего изучения… Когда полученная мудрость не принесла большого плода в течение длительного периода, указывается что-то более творческое, и именно это предлагает данная работа».
Василь рассказывает Новый учёныйЛия Крейн утверждает, что было бы легче предсказывать солнечную активность и изучать магнитное поле, если бы оно было ближе к поверхности. «Если магнитные поля находятся там, то есть большая надежда на то, что они действительно смогут их изучить».
Предыдущие модели не смогли предсказать силу следующего солнечного цикла. Но благодаря этой информации исследователи надеются, что смогут. «Мы хотим спрогнозировать, будет ли следующий солнечный цикл особенно сильным или, может быть, слабее, чем обычно», — говорит Лекоане. Обратный.
