Мы никогда не знали, почему пятна могут так долго оставаться на поверхности Солнца, но теперь тайна наконец раскрыта.
Солнечные пятна наблюдали на поверхности нашей звезды за много веков до того, как Галилей повредил зрение, разглядывая их в свой телескоп. Первые известные нам записи были сделаны китайскими астрономами в 27 году до нашей эры. Но наблюдения могли вестись и раньше, ведь еще греческий философ Анаксагор, кажется, заметил одно из них в 467 году до н. э. И хотя некоторые древние мыслители считали, что эти тени на нашей звезде предвещают перемены, солнечные пятна на удивление стабильны — и теперь мы знаем почему.
Солнечные пятна — это, по сути, побочный продукт магнитного хаоса. В конвективной зоне Солнца раскаленная плазма остывает по мере движения к солнечной поверхности, унося с собой энергию. Теряя тепло, эта плазма становится плотнее и опускается вниз, образуя более холодные темные пятна, до тех пор, пока тепло из глубин Солнца не заставит ее снова подняться.
И все это время магнитные поля продолжают скручиваться, разрываться и перестраиваться. Этим и объясняется связь солнечных пятен с такими явлениями, как солнечные вспышки и корональные выбросы массы, которые могут высвобождать достаточно электромагнитного излучения, чтобы угрожать спутникам и электроэнергетической инфраструктуре на Земле.
Более стабильные солнечные пятна, возможно, помогут лучше понять цикл солнечной активности, который длится около 11 лет и достигает пика во время солнечного максимума. Предыдущие попытки объяснения их стабильности предполагали равновесие между магнитными полями и давлением газа, но магнитные возмущения долгое время мешали это наблюдать. Теперь международная исследовательская группа, используя немецкий солнечный телескоп GREGOR, наконец-то прояснила зашумленные результаты наблюдения за солнечными пятнами с помощью нового метода, который устраняет помехи от земной атмосферы и позволяет получать поразительно четкие изображения.
Этот метод, разработанный под руководством исследователей из Института солнечной физики во Фрайбурге (Германия) и первоначально созданный в Гёттингенском Институте исследований Солнечной системы им. Макса Планка, позволил достичь того, что раньше было под силу только (гораздо более дорогим) спутникам: он сделал возможным анализ поляризованного света от Солнца. Поляризация — это явление, при котором электрическое поле световой волны колеблется перпендикулярно направлению ее распространения; свет считается поляризованным, когда он продолжает распространяться в одном направлении (а не рассеивается). Более детально изучив поляризованный свет, команда смогла точно определить, откуда он исходит изнутри солнечных пятен и что происходит внутри них.
Оказалось, что равновесие в солнечных пятнах — это баланс между давлением и магнетизмом. Магнитные поля наиболее сильны, когда электроны остаются неспаренными, но по мере увеличения давления оно заставляет их объединяться в пары, что ослабляет магнитное поле. Достаточное давление уравновешивает силу магнитных полей и сохраняет солнечные пятна неповрежденными в течение длительного времени. Это явление известно как магнитогидростатическое равновесие, которое описывает свойства газа или жидкости (например, солнечной плазмы) в магнитном поле. Поскольку солнечная плазма может проводить электричество, она поддерживает магнитное поле, с которым взаимодействует.
«Наши результаты служат решающим наблюдательным и теоретическим подтверждением идеи о том, что солнечные пятна медленно эволюционируют вокруг состояния равновесия и находятся в состоянии магнитогидростатического равновесия, что помогает объяснить их долгую жизнь», — пишут исследователи в статье, недавно опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.
Понимание того, почему солнечные пятна — и связанная с ними солнечная турбулентность — могут существовать так долго, поможет нам лучше прогнозировать космическую погоду и, возможно, предотвращать отключения электроэнергии, повреждения спутников и угрозы для здоровья астронавтов.
Читайте также: Второе Солнце по соседству: что, если бы Юпитер стал звездой?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.