Поверхность Солнца представляет собой завораживающее зрелище солнечных пятен и вспышек, вызванных магнитным полем. А что с магнитным полем нашей звезды?
Традиционно ученые полагали, что это магнитное поле генерируется глубоко внутри Солнца в результате процесса, называемого действием динамо-машины. Однако недавнее исследование, проведенное исследователями из Массачусетского технологического института, Эдинбургского университета и других стран, предполагает, что эта деятельность на самом деле может быть результатом гораздо более поверхностного процесса.
Исследование показывает, что магнитное поле Солнца может возникнуть из-за нестабильности в его внешних слоях.
Исследовательская группа создала подробную модель поверхности Солнца и обнаружила, что небольшие изменения в потоке плазмы (ионизированного газа) в верхних 5–10% поверхности Солнца могут создавать реалистичные структуры магнитного поля.
Эти закономерности соответствовали солнечным пятнам и вспышкам, наблюдаемым астрономами. Напротив, моделирование с участием более глубоких слоев дало менее точные результаты.
Внешний слой Солнца, известный как «зона конвекции», — это место, где плазма кипит и течет. Эта зона составляет верхнюю треть радиуса Солнца и простирается примерно на 200 000 км под поверхностью. Ученые давно считали, что магнитное поле Солнца зарождается на дне этой конвекционной зоны. Однако новое исследование бросает вызов этому предположению.
Команда использовала данные гелиосейсмологии, которая изучает вибрации на поверхности Солнца, чтобы понять структуру и поток плазмы под ним. Наблюдая за этими вибрациями, ученые могут сделать выводы о внутренней структуре Солнца, подобно тому, как изучение вибраций барабана может выявить его форму и жесткость.
Используя проект «Дедал», численную структуру, разработанную автором исследования Китоном Бернсом, команда смоделировала потоки на поверхности Солнца.
Они обнаружили, что небольшие изменения в потоке плазмы у поверхности могут расти и создавать магнитные структуры, наблюдаемые на Солнце. Эти результаты позволяют предположить, что магнитное поле Солнца может создаваться процессами, происходящими в его внешних слоях, а не глубоко внутри.
Считается, что солнечные пятна, которые выглядят как темные пятна на поверхности Солнца, сформированы магнитным полем Солнца. Эти пятна следуют циклическому шаблону: они растут и исчезают каждые 11 лет и обычно появляются вблизи солнечного экватора.
Моделирование, проведенное командой, показало, что изменения на уровне поверхности могут создавать магнитные структуры в тех же регионах и в тех же временных масштабах, что и наблюдаемые солнечные пятна. Напротив, изменения в более глубоких слоях привели к концентрации магнитных полей вблизи полюсов, что не согласуется с наблюдениями.
Этот новый взгляд на генерацию магнитного поля Солнца может улучшить нашу способность прогнозировать солнечные вспышки и геомагнитные бури, которые могут повредить спутники и системы связи.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Еще больше удивительных космических открытий в можете найти на нашем сайте «Совятня» в рубрике «Космос».
Интересные новости, советы по здоровью, ответы на популярные вопросы и цитаты великих ученых ищите в Telegram.
