Физики нашли источник магнитного цикла Солнца глубоко внутри самой звезды
По словам авторов статьи, полученные результаты дают одно из самых убедительных на сегодня наблюдательных подтверждений того, что солнечное динамо — механизм, создающий магнитное поле звезды, — связано именно с областью тахоклины.
Источник: NASA. Схема внутренней и внешней атмосферы Солнца, показывающая ядро, радиационную и конвективную зоны —разделенные тахоклином — и поверхностные особенности, такие как солнечные пятна, вспышки, хромосферу и корону.
МОСКВА, 18 марта. /Новости науки/. Физики из Технологического института Нью-Джерси получили новые данные о том, где именно внутри Солнца формируется его магнитный цикл, управляющий 11-летней сменой активности, появлением пятен и мощными выбросами вещества. По данным исследования, «магнитный двигатель» звезды, вероятнее всего, находится примерно в 200 тысяч километров под ее поверхностью, сообщила пресс-служба вуза.<br>
<br>
«<i>До сих пор у нас просто не было достаточно надежных сигналов из недр звезды, чтобы уверенно сказать, где именно организуются интенсивные магнитные поля Солнца. Солнечные пятна — это видимые следы магнитных полей, которые определяют космическую погоду на поверхности Солнца, но данные о солнечных колебаниях показывают, что настоящий “машинный зал”, ответственный за их генерацию, расположен гораздо глубже</i>», - приводятся в сообщении слова ведущего автора работы, профессора физики Технологического института Нью-Джерси Кришненду Мандала.<br>
<br>
Как отмечают исследователи, каждые 11 лет магнитное поле Солнца меняет полярность. <br>
<br>
В ходе этого цикла солнечные пятна появляются в средних широтах и постепенно смещаются к экватору, образуя характерный рисунок, похожий на крылья бабочки. Хотя сама эта картина давно известна астрономам, место, где запускается такой процесс внутри звезды, оставалось неясным.<br>
<br>
Чтобы проследить внутреннюю динамику Солнца, ученые проанализировали почти 30 лет наблюдений за его колебаниями. Для этого они объединили данные сразу трех систем: прибора Michelson Doppler Imager на борту спутника SOHO, прибора Helioseismic and Magnetic Imager на солнечной обсерватории SDO, а также наземной сети GONG.<br>
<br>
Все эти инструменты с середины 1990-х годов фиксируют звуковые волны, возникающие из-за турбулентного движения плазмы внутри Солнца. Анализируя, как меняется время прохождения этих волн через разные области звезды, исследователи могут судить о движении горячей плазмы и о скорости вращения внутренних слоев.<br>
<br>
По словам авторов исследования, такой подход похож на методы, которыми на Земле изучают землетрясения и строение планеты. В данном случае он позволил получить одну из самых длинных и детальных серий наблюдений за внутренними вибрациями Солнца.<br>
Анализ показал, что в глубоких слоях солнечных недр существуют мигрирующие полосы вращения, образующие тот же «рисунок бабочки», что и движение солнечных пятен на поверхности. Это указывает на прямую связь между глубинной динамикой звезды и ее наблюдаемой активностью.<br>
<br>
<b>Тахоклины</b><br>
Ключевым элементом оказалась тахоклина — тонкая переходная область примерно в 200 тысяч километров под поверхностью Солнца.
Она отделяет внешнюю конвективную зону, где плазма активно перемешивается, от более стабильной внутренней радиационной зоны. Именно здесь скорость вращения вещества резко меняется, создавая мощные сдвиговые потоки, способные порождать магнитные поля.
«<i>Полосы вращения, возникающие из-за магнитных структурных изменений вблизи тахоклины, могут подниматься к поверхности в течение нескольких лет. Отслеживание этих внутренних изменений дает нам более ясную картину того, как развивается солнечный цикл</i>», — отметил Мандал.
По словам авторов статьи, полученные результаты дают одно из самых убедительных на сегодня наблюдательных подтверждений того, что солнечное динамо — механизм, создающий магнитное поле звезды, — связано именно с областью тахоклины.
Это важно не только для фундаментальной астрофизики, но и для прикладных задач. Мощные солнечные вспышки и корональные выбросы массы способны нарушать работу спутников, систем связи, навигации и энергосетей на Земле. Более точное понимание того, как устроен магнитный цикл Солнца, должно помочь в совершенствовании моделей космической погоды.
Авторы также отмечают, что результаты могут быть важны и для изучения других звезд. Хотя такие объекты находятся слишком далеко, чтобы наблюдать их с тем же разрешением, что Солнце, понимание работы солнечного динамо может стать основой для изучения магнитной активности звезд по всей галактике.
Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
<br>
«<i>До сих пор у нас просто не было достаточно надежных сигналов из недр звезды, чтобы уверенно сказать, где именно организуются интенсивные магнитные поля Солнца. Солнечные пятна — это видимые следы магнитных полей, которые определяют космическую погоду на поверхности Солнца, но данные о солнечных колебаниях показывают, что настоящий “машинный зал”, ответственный за их генерацию, расположен гораздо глубже</i>», - приводятся в сообщении слова ведущего автора работы, профессора физики Технологического института Нью-Джерси Кришненду Мандала.<br>
<br>
Как отмечают исследователи, каждые 11 лет магнитное поле Солнца меняет полярность. <br>
<br>
В ходе этого цикла солнечные пятна появляются в средних широтах и постепенно смещаются к экватору, образуя характерный рисунок, похожий на крылья бабочки. Хотя сама эта картина давно известна астрономам, место, где запускается такой процесс внутри звезды, оставалось неясным.<br>
<br>
Чтобы проследить внутреннюю динамику Солнца, ученые проанализировали почти 30 лет наблюдений за его колебаниями. Для этого они объединили данные сразу трех систем: прибора Michelson Doppler Imager на борту спутника SOHO, прибора Helioseismic and Magnetic Imager на солнечной обсерватории SDO, а также наземной сети GONG.<br>
<br>
Все эти инструменты с середины 1990-х годов фиксируют звуковые волны, возникающие из-за турбулентного движения плазмы внутри Солнца. Анализируя, как меняется время прохождения этих волн через разные области звезды, исследователи могут судить о движении горячей плазмы и о скорости вращения внутренних слоев.<br>
<br>
По словам авторов исследования, такой подход похож на методы, которыми на Земле изучают землетрясения и строение планеты. В данном случае он позволил получить одну из самых длинных и детальных серий наблюдений за внутренними вибрациями Солнца.<br>
Анализ показал, что в глубоких слоях солнечных недр существуют мигрирующие полосы вращения, образующие тот же «рисунок бабочки», что и движение солнечных пятен на поверхности. Это указывает на прямую связь между глубинной динамикой звезды и ее наблюдаемой активностью.<br>
<br>
<b>Тахоклины</b><br>
Ключевым элементом оказалась тахоклина — тонкая переходная область примерно в 200 тысяч километров под поверхностью Солнца.
Она отделяет внешнюю конвективную зону, где плазма активно перемешивается, от более стабильной внутренней радиационной зоны. Именно здесь скорость вращения вещества резко меняется, создавая мощные сдвиговые потоки, способные порождать магнитные поля.
«<i>Полосы вращения, возникающие из-за магнитных структурных изменений вблизи тахоклины, могут подниматься к поверхности в течение нескольких лет. Отслеживание этих внутренних изменений дает нам более ясную картину того, как развивается солнечный цикл</i>», — отметил Мандал.
По словам авторов статьи, полученные результаты дают одно из самых убедительных на сегодня наблюдательных подтверждений того, что солнечное динамо — механизм, создающий магнитное поле звезды, — связано именно с областью тахоклины.
Это важно не только для фундаментальной астрофизики, но и для прикладных задач. Мощные солнечные вспышки и корональные выбросы массы способны нарушать работу спутников, систем связи, навигации и энергосетей на Земле. Более точное понимание того, как устроен магнитный цикл Солнца, должно помочь в совершенствовании моделей космической погоды.
Авторы также отмечают, что результаты могут быть важны и для изучения других звезд. Хотя такие объекты находятся слишком далеко, чтобы наблюдать их с тем же разрешением, что Солнце, понимание работы солнечного динамо может стать основой для изучения магнитной активности звезд по всей галактике.
Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
