space

Загадка магнитного поля Солнца

Впервые ученые наблюдали гигантские медленные волны плазмы на поверхности Солнца, которые могут помочь объяснить загадку магнитного поля звезды.

Изучая данные за десять лет, полученные солнечной динамической обсерваторией НАСА (SDO), исследователи из института исследований солнечной системы им. Макса Планка (MPS) и Геттингенского университета в Германии обнаружили плазменные вихри, распространяющиеся по поверхности Солнца при медленном движении.

Скорость всего 3 мили в час (5 км/ч),  что примерно соответствует скорости ходьбы человека. В рамках нового исследования ученые использовали компьютерные модели, чтобы воссоздать эти волны и понять их происхождение.

Они обнаружили, что их движение, вероятно, вызвано тем фактом, что разные участки Солнца вращаются с разной скоростью — явление, известное как дифференциальное вращение Солнца.

Например, в то время как полярные регионы совершают один оборот за 34,4 дня, солнечный экватор вращается вокруг своей оси за 25 дней.

Недавно наблюдаемые волны покрывают большие участки поверхности звезды и намного больше, чем известные ранее крупнейшие волны солнечной плазмы, описанные в 2013 году. Команда надеется, что, смоделировав, как эти волны выглядят под поверхностью Солнца, они смогут углубить свое понимание некоторых процессов, которые определяют поведение нашей звезды-хозяина.

Один из этих процессов — так называемое солнечное динамо, движение плазмы внутри Солнца, которое генерирует его магнитное поле. Магнитное поле Солнца, в свою очередь, управляет солнечным циклом, периодическими приливами и отливами активности звезды, что отражается в количестве солнечных пятен и солнечных извержений.

«Модели позволяют нам заглянуть внутрь Солнца и определить полную трехмерную структуру колебаний», — говорится в заявлении Юто Бекки, аспиранта MPS и соавтора статьи с описанием результатов.

Команда наблюдала несколько типов волн разного размера, колеблющихся с разной частотой. В то время как некоторые волны показали максимальную скорость вокруг полюсов, другие были максимальными в средних широтах или вокруг экватора.

«Все эти новые колебания, которые мы наблюдаем на Солнце, сильно зависят от дифференциального вращения Солнца», — сказал в своем заявлении гелиофизик и соавтор MPS Дэмиен Фурнье. «Колебания также чувствительны к свойствам внутренней части Солнца: в частности, к силе турбулентных движений и связанной с ними вязкости солнечной среды, а также к силе конвективного движения», — говорит его коллега и соавтор. — добавил Роберт Кэмерон.

Конвективное движение — это подъем горячего материала изнутри солнца к его поверхности. Волны, наблюдаемые SDO и воспроизводимые в моделях, могут подниматься с глубины до 125 000 миль (200 000 км), на краю так называемой «зоны конвекции» Солнца.

Ученые знали о коротких (около 5 минут) волнах на поверхности Солнца с 1960-х годов. Они успешно использовали эти волны, чтобы узнать о многих процессах внутри звезды, подобно тому, как геологи изучают сейсмические волны, проходящие через земную кору, чтобы узнать, что происходит внутри планеты.

Фактически, именно благодаря этим волнам исследователи в прошлом смогли реконструировать, как вращение солнечного вещества зависит от глубины и широты. За последние 40 лет или около того некоторые исследователи даже предположили, что должны существовать волны с более длинным периодом.

«Открытие нового типа солнечных колебаний очень захватывающе, потому что оно позволяет нам делать выводы о таких свойствах, как сила конвективного движения, которое в конечном итоге управляет солнечным динамо», — сказал Лоран Гизон, ведущий автор новой статьи. утверждение.

Команда смогла подтвердить результаты SDO данными Global Oscillation Network Group (GONG), сети из шести солнечных обсерваторий в США, Австралии, Индии, Испании и Чили. Исследование было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics во вторник, 20 июля.

Поделиться с друзьями: