Ученые подтвердили источник магнитных бурь Солнца на глубине 200 тысяч километров

Более тридцати лет наблюдений за колебаниями солнечной поверхности позволили исследователям впервые получить прямые доказательства того, что мощное магнитное поле звезды рождается в слое тахоклин на границе конвективной и радиационной зон. Открытие поможет точнее прогнозировать космическую погоду и лучше понимать магнитную активность других звезд.

Ученые подтвердили источник магнитных бурь Солнца на глубине 200 тысяч километров

Ученые окончательно подтвердили, где именно на Солнце рождается мощное магнитное поле, управляющее солнечными пятнами, вспышками и выбросами корональной массы. Исследователи Кришненду Мандал и Александр Косовичев из Технологического института Нью-Джерси обнаружили прямые доказательства того, что магнитное динамо Солнца расположено на глубине около 200 тысяч километров под видимой поверхностью — это расстояние эквивалентно 16 диаметрам Земли. Результаты их работы, опубликованные в журнале Scientific Reports, подводят итог более чем тридцатилетнему изучению колебаний, отражающихся от недр звезды.

Долгое время ученые спорили о том, где именно генерируется солнечное магнитное поле. Внутренние две трети Солнца занимает зона радиационного переноса, где ядерные реакции не позволяют сформироваться динамо-механизму. Внешняя треть — конвективная зона, где потоки плазмы постоянно перемешиваются. Однако наиболее популярная гипотеза предполагала, что ключевой участок находится на границе между этими двумя зонами, в слое, который называется тахоклином. Именно здесь резко меняется скорость вращения плазмы, создавая сдвиговые движения, способные генерировать электрические токи и, как следствие, магнитное поле.

Ученые подтвердили источник магнитных бурь Солнца на глубине 200 тысяч километров
Диаграмма, показывающая слои Солнца. Ядро, радиационная зона и конвективная зона являются частью его внутренней структуры.

Чтобы доказать это, исследователи использовали данные двух долгоживущих инструментов: доплеровского имиджера на борту обсерватории SOHO, запущенной NASA и ESA в 1995 году, и наземной глобальной сети телескопов GONG, которая начала работать в том же году. Оба прибора измеряют колебания солнечной поверхности, возникающие каждые 45–60 секунд. Характер этих колебаний определяется структурой недр: проходя через потоки плазмы в конвективной зоне, они несут информацию о температуре и движении этих потоков, прежде чем пробиться сквозь фотосферу.

Проанализировав данные, охватывающие три 11-летних цикла солнечной активности, Мандал и Косовичев обнаружили, что вращающиеся полосы плазмы внутри Солнца формируют узор в виде бабочки — точно такой же, какой демонстрирует расположение солнечных пятен на поверхности. Поскольку пятна являются «отпечатками пальцев» магнитных полей, прорывающихся сквозь фотосферу, совпадение узоров указало на прямую связь. Измерения показали, что этот характерный узор зарождается именно в тахоклине, на глубине 200 тысяч километров, а затем в течение нескольких лет распространяется вверх, достигая поверхности.

Полученные результаты имеют не только фундаментальное значение. Понимание того, как зарождаются активные области, порождающие вспышки и выбросы корональной массы, позволит точнее прогнозировать космическую погоду. Солнечные извержения посылают к Земле облака заряженных частиц, способные нарушать работу спутников, систем связи и энергосетей, а также представлять опасность для космонавтов. Как отметил Мандал, многие современные модели прогнозирования учитывают только приповерхностные процессы, однако их результаты показывают, что необходимо принимать во внимание всю конвективную зону — и в особенности тахоклин. В более широком смысле открытие поможет лучше понять магнитную активность и других звезд, ведь наше Солнце остается единственной звездой, которую можно изучать с таким уровнем детализации.

Читайте также

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Астрономы обнаружили две молодые звезды, которые случайно «нашли друг друга» в космосе

Астрономы обнаружили две молодые звезды, которые случайно «нашли друг друга» в космосе

Ученые на самолете преследовали падающие спутники, чтобы изучить загрязнение атмосферы

Ученые на самолете преследовали падающие спутники, чтобы изучить загрязнение атмосферы

Луна могла сформироваться всего за несколько часов после столкновения Земли с Теей

Луна могла сформироваться всего за несколько часов после столкновения Земли с Теей

Спутники видят Землю все лучше — эксперты предупреждают о новых рисках для конфиденциальности

Спутники видят Землю все лучше — эксперты предупреждают о новых рисках для конфиденциальности

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты