Магнитное поле Солнца возникает удивительно близко к поверхности, показало исследование
Возможно, мы только что сделали огромный шаг к разгадке загадки, которая беспокоила ученых более века.
С тех пор, как в 1908 году было впервые открыто солнечное магнитное поле, мы изо всех сил пытались понять, где оно генерируется на Солнце, в области, известной как динамо-машина.
Теперь новое исследование, проведенное математиком Джеффри Василом из Эдинбургского университета, показало, что солнечное динамо-машина не находится глубоко на Солнце, как считалось ранее, но довольно близко к его поверхности, на глубине всего 32 000 километров (20 000 миль).
Почему это имеет значение? Потому что плохо изученные циклы активности Солнца каким-то образом связаны с его магнитным полем, и знание того, где находится динамо-машина, является ключом к выяснению того, что движет солнечными циклами.
«Понимание происхождения магнитного поля Солнца было Это открытый вопрос со времен Галилея, и он важен для прогнозирования будущей солнечной активности, например, вспышек, которые могут поразить Землю», — говорит прикладной математик Дэниел Лекоанет из Северо-Западного университета в Иллинойсе.
«Эта работа предлагает новую гипотезу о том, как Генерируется магнитное поле Солнца, которое лучше соответствует солнечным наблюдениям и, как мы надеемся, может быть использовано для более точных прогнозов солнечной активности».
Солнечное магнитное поле чрезвычайно запутанно и динамично, и ученые уже давно стремились к детальному пониманию того, что его генерирует.
Мы знаем, что магнитное поле Земли генерируется динамо-машиной в ее внешнем ядре: конвектирующей, вращающейся, электропроводящей жидкостью, которая преобразует кинетическую энергию в электрические и магнитные поля, простирающиеся далеко в космос.
Внутреннее функционирование Солнца намного сложнее и его труднее наблюдать, чем у планеты, на которой мы живем, но они оказывают большое влияние.
Магнитная активность Солнца связана с его солнечными пятнами, вспышками и активностью выброса корональной массы. Это определяет космическую погоду, которая может оказать заметное и потенциально опасное воздействие на Землю.
Эта активность приливы и отливы происходят циклами продолжительностью примерно 11 лет. В период солнечного максимума, когда Солнце наиболее активно, с буйными солнечными пятнами и вспышками, его магнитные полюса меняют свою полярность. Есть и другие способы изменения поведения Солнца.
Одним из них являются крутильные колебания. Поскольку Солнце не твердое, а жидкое, оно не вращается в глобальном масштабе с одинаковой скоростью. Крутильные колебания представляют собой подземные изменения во вращении Солнца на определенных широтах, и они тесно коррелируют с циклом солнечных пятен.
«Поскольку волна имеет тот же период, что и магнитный цикл, считалось, что эти явления были связаны», — объясняет Лекоане.
«Однако традиционная «глубинная теория» солнечного магнитного поля не объясняет, откуда берутся эти крутильные колебания. Интригующая подсказка заключается в том, что крутильные колебания происходят только вблизи Солнца. поверхности Солнца.
«Наша гипотеза, — продолжает Лекоане, — состоит в том, что магнитный цикл и крутильные колебания являются разными проявлениями одного и того же физического процесса».
Глубинная динамо-машина, согласно теории, должна быть похоронена на глубине более 200 000 километров (124 000 миль) под поверхностью Солнца. , внизу зоны конвекции. Но эта модель также генерирует особенности, которые мы не наблюдали на Солнце, такие как сильные магнитные поля в высоких широтах, и не может объяснить другие, например, то, как солнечные пятна следуют за Магнитная активность Солнца.
Васил и его коллеги провели современное численное моделирование, основанное на реальных данных поверхностных проявлений акустических волн внутри Солнца, и обнаружили, что реальное поведение Солнце наиболее точно соответствует динамо-машине, вращающейся недалеко от солнечной поверхности, в так называемом приповерхностном сдвиговом слое.
Это неглубокое динамо не только создало Солнце, которое ведет себя так же, как наше, но он также тесно связан с крутильными колебаниями и активностью солнечных пятен. Это отход от традиционного мышления, но другие недавние исследования показывают, что нам нужно начать искать новые решения загадок Солнца, поскольку общепринятые подходы не могут помочь.
«Я думаю, что этот результат может быть спорным», говорит прикладной математик Китон Бернс из Массачусетского технологического института (MIT), который является соавтором исследования.
«Большая часть сообщества была сосредоточена на обнаружении действия динамо глубоко под Солнцем. Теперь мы показываем, что существует другой механизм, который, кажется, лучше соответствует наблюдениям.»
«Большая часть сообщества была сосредоточена на поиске действия динамо-машины глубоко под Солнцем. Теперь мы показываем, что существует другой механизм, который, кажется, лучше соответствует наблюдениям.»
«Большая часть сообщества была сосредоточена на поиске действия динамо-машины глубоко под Солнцем. Теперь мы показываем, что существует другой механизм, который, кажется, лучше соответствует наблюдениям». p>
Исследование команды опубликовано в журнале Nature.
