Международная группа исследователей нашла возможное решение загадки, над которой астрономы работали на протяжении около 400 лет. Моделирование на суперкомпьютере предполагает, что магнитное поле Солнца возникает из-за нестабильности плазмы во внешних слоях солнечной поверхности, а не в глубине звезды, как предполагали исследователи ранее. Понимание природы магнетизма важно для предсказания космической погоды, в том числе потенциально опасных солнечных вспышек и корональных выбросов массы.
Исследователи создали точную модель солнечной поверхности и обнаружили, что, когда они моделировали определенные возмущения или изменения в потоке плазмы (ионизированного газа) в верхних 5-10% поверхности Солнца, этого было достаточно для создания реалистичных магнитных полей. Детали точно соответствовали данным наблюдениям и объясняли пятна на Солнце, которые астрономы наблюдали со времен Галлилея в 1612 году. Напротив, моделирование активности в более глубоких слоях дало менее реалистичную солнечную активность.
Солнце — это раскаленный добела шар плазмы, которая закипает на его поверхности. Эта область кипения называется «зоной конвекции», в ней колеблются и текут слои и шлейфы плазмы. Зона конвекции занимает верхнюю треть радиуса Солнца и простирается примерно на 200 тыс. км под поверхностью.
Считается, что, чтобы запустить «динамо-машину» солнечного магнитного поля нужна область, в которой потоки плазмы движутся в противоположных направлениях, и это сдвиговое движение преобразует кинетическую энергию в магнитную. В 1990-х годах исследователи предположили, что источник солнечного магнетизма расположен в нижней части зоны конвекции, но недостаток этой теории — она не объясняет все изменения в солнечной активности, полученные в наблюдениях.
Мы показываем, что изолированные возмущения вблизи поверхности Солнца, вдали от более глубоких слоев, могут со временем расти, потенциально создавая магнитные структуры, которые мы видим.
Китон Бернс, соавтор исследования из Массачусетского технологического института
Исследователи подчеркивают, что теория требует дальнейшего изучения и подтверждения. Но тот факт, что симуляция точно воспроизводит историю наблюдений, дает надежду на возможность в ближайшем будущем прогнозировать солнечную активность и заранее предсказывать потенциально опасные геомагнитные бури.
Читать далее:
Рыбак прикрепил GoPro к карасю, чтобы найти щук: посмотрите, что у него вышло
Спутниковые наблюдения подсказали, как египтяне могли построить пирамиды
«Звезда Смерти» в реальности: найдены черные дыры, которые целятся в планеты
На обложке: линии магнитного поля Солнца на снимке обсерватории солнечной динамики. Фото: НАСА/SDO/AIA/LMSAL