Мы, возможно, сделали огромный шаг к разгадке тайны, которая мучает учёных уже более века. С момента открытия магнитного поля Солнца в 1908 году мы пытаемся понять, где именно в его недрах оно генерируется – где находится область, известная как динамо. Новое исследование, проведенное под руководством математика Джеффри Васила из Эдинбургского университета, показало, что солнечное динамо находится не глубоко внутри Солнца, как считалось ранее, а совсем близко к его поверхности, на глубине всего 32 000 километров.
Почему это важно? Потому что до конца непонятные циклы активности Солнца каким-то образом связаны с его магнитным полем, и знание местоположения динамо – ключ к разгадке того, что управляет этими циклами.
“Понимание происхождения магнитного поля Солнца было открытым вопросом со времен Галилея и имеет решающее значение для прогнозирования будущей солнечной активности, такой как вспышки, которые могут достигать Земли”, – говорит прикладной математик Дэниел Леконэ из Северо-Западного университета в Иллинойсе, США. – “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 точного прогнозирования солнечной активности”.
Магнитное поле Солнца чрезвычайно беспорядочно и динамично, и ученые давно ищут детального понимания того, что его порождает. Мы знаем, что магнитное поле Земли генерируется динамо в ее внешнем ядре: конвектирующей, вращающейся, электропроводящей жидкостью, которая преобразует кинетическую энергию в электрические и магнитные поля, простирающиеся далеко в космос. Внутренняя работа Солнца намного сложнее и труднее для наблюдения, чем у планеты, на которой мы живем, но ее влияние на нас огромно.
Магнитная активность Солнца связана с его пятнами, вспышками и корональными выбросами массы. Все это порождает космическую погоду, которая может оказывать заметное и потенциально опасное воздействие на Землю. Эта активность колеблется в циклах продолжительностью примерно 11 лет. В солнечном максимуме, когда Солнце наиболее активно, с многочисленными пятнами и вспышками, его магнитные полюса меняют свою полярность.
Существуют и другие причины. из-за которых меняется поведение Солнца. Одна из них – это торсионные колебания. Поскольку Солнце не твёрдое, а жидкое, оно не вращается с одинаковой скоростью во всех своих частях. Торсионные колебания – это подповерхностные изменения скорости вращения Солнца на определенных широтах, и они тесно связаны с циклом солнечных пятен.
“Поскольку волна имеет тот же период, что и магнитный цикл, считалось, что эти явления связаны”, – объясняет Леконэ. – “Однако традиционная “теория глубинного динамо” не объясняет, откуда берутся эти торсионные колебания. Интригующая подсказка заключается в том, что торсионные колебания происходят только вблизи поверхности Солнца”.
“Наша гипотеза, – продолжает Леконэ, – заключается в том, что магнитный цикл и торсионные колебания являются различными проявлениями одного и того же физического процесса”.
Глубинное динамо, согласно теории, должно располагаться на глубине более 200 000 километров под поверхностью Солнца, у основания конвективной зоны. Но эта модель также генерирует особенности, которых мы не наблюдаем на Солнце, например, сильные магнитные поля в высоких широтах, и не может объяснить другие, например, то, как солнечные пятна следуют за магнитной активностью Солнца.
Васил и его коллеги провели самые современные численные симуляции, основанные на реальных данных о поверхностных проявлениях акустических волн внутри Солнца, и обнаружили, что реальное поведение Солнца наиболее точно соответствует динамо, которое бушует недалеко от солнечной поверхности, в так называемом приповерхностном слое сдвига.
Симуляция “неглубокого” динамо не только создает Солнце, ведущее себя так же, как наше, но и тесно связывает торсионные колебания и активность солнечных пятен.
Это расходится с общепринятым мнением, но другие недавние исследования показывают, что нам нужно начать искать новые решения солнечных загадок, поскольку традиционные подходы не работают.
“Я думаю, что этот результат может вызвать споры”, – говорит прикладной математик Китон Бернс из Массачусетского технологического института (MIT), соавтор исследования. – “Большинство ученых были сосредоточены на поиске динамо-эффекта в глубинах Солнца. Теперь мы показываем, что существует другой механизм, который, по-видимому, лучше соответствует наблюдениям”.
Исследование команды было опубликовано в журнале Nature.
Читайте также: Биолог утверждает, что Солнце может обладать сознанием
