Ученые впервые обнаружили закон Колмогорова в полярном магнитном поле Солнца
Российские ученые впервые показали, что колебания магнитного поля на полюсах Солнца подчиняются классическому закону турбулентности Андрея Колмогорова. Открытие позволит повысить точность моделей, описывающих генерацию магнитного поля звезды и прогнозирование ее активности.
Источник: Источник: Пресс-служба ПНИПУ. Полярное магнитное поле Солнца. Вейвлет анализ колебаний за последние 50 лет.
МОСКВА, 15 июля. /ТАСС/. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), Института механики сплошных сред УрО РАН и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) впервые обнаружили, что колебания магнитного поля в полярных областях Солнца подчиняются классическому закону турбулентности, сформулированному советским математиком Андреем Колмогоровым. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, сообщили в пресс-службе ПНИПУ.
Исследователи проанализировали почти 50-летний ряд прямых измерений полярного магнитного поля, выполненных на магнитографе обсерватории имени Уилкокса (США). Для обработки данных они использовали метод вейвлет-анализа, который позволяет изучать изменения колебаний на разных временных масштабах.
Анализ показал, что энергия колебаний магнитного поля распределяется по закону с показателем, близким к -5/3, который соответствует классической модели развитой турбулентности Колмогорова. Эта закономерность наблюдается в диапазоне временных масштабов от одного месяца до примерно 6,5 года.
«Полученные спектральные характеристики — это не просто подтверждение универсальности колмогоровской турбулентности. Теперь любая реалистичная компьютерная модель солнечного динамо должна воспроизводить не только 11-летний цикл, но и заполненный спектр колебаний с индексом, близким к -5/3», — приводит пресс-служба слова руководителя проекта, профессора ПНИПУ и ведущего научного сотрудника ИМСС УрО РАН Родиона Степанова.
По словам ученых, результаты помогут совершенствовать модели солнечного динамо — механизма, отвечающего за образование магнитного поля Солнца. Это особенно важно, поскольку существующие методы прогнозирования не смогли точно предсказать силу нынешнего, 25-го цикла солнечной активности.
Авторы исследования также считают, что характеристики изменчивости полярного магнитного поля могут использоваться при создании моделей машинного обучения для более точного прогнозирования солнечной активности.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Исследователи проанализировали почти 50-летний ряд прямых измерений полярного магнитного поля, выполненных на магнитографе обсерватории имени Уилкокса (США). Для обработки данных они использовали метод вейвлет-анализа, который позволяет изучать изменения колебаний на разных временных масштабах.
Анализ показал, что энергия колебаний магнитного поля распределяется по закону с показателем, близким к -5/3, который соответствует классической модели развитой турбулентности Колмогорова. Эта закономерность наблюдается в диапазоне временных масштабов от одного месяца до примерно 6,5 года.
«Полученные спектральные характеристики — это не просто подтверждение универсальности колмогоровской турбулентности. Теперь любая реалистичная компьютерная модель солнечного динамо должна воспроизводить не только 11-летний цикл, но и заполненный спектр колебаний с индексом, близким к -5/3», — приводит пресс-служба слова руководителя проекта, профессора ПНИПУ и ведущего научного сотрудника ИМСС УрО РАН Родиона Степанова.
По словам ученых, результаты помогут совершенствовать модели солнечного динамо — механизма, отвечающего за образование магнитного поля Солнца. Это особенно важно, поскольку существующие методы прогнозирования не смогли точно предсказать силу нынешнего, 25-го цикла солнечной активности.
Авторы исследования также считают, что характеристики изменчивости полярного магнитного поля могут использоваться при создании моделей машинного обучения для более точного прогнозирования солнечной активности.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
