Солнечное динамо обнаружено на глубине 200 000 км

Астрофизики определили точное местоположение магнитного двигателя Солнца, ответственного за 11-летние циклы активности, проанализировав почти три десятилетия сейсмических данных звезды. Ученые из Технологического института Нью-Джерси (NJIT) обнаружили, что динамо-машина находится на глубине около 200 000 километров под поверхностью в слое, известном как тахоклин. Результаты этого масштабного исследования были опубликованы в журнале Nature Scientific Reports.

На протяжении почти трех десятилетий астрономы могли лишь наблюдать за проявлениями магнитной активности Солнца на его поверхности, такими как солнечные пятна и вспышки, которые подчиняются строгому 11-летнему циклу. Однако место зарождения этих мощных процессов, сам магнитный двигатель звезды — солнечное динамо, оставался скрытым от глаз исследователей.

Международная группа физиков под руководством Кришненду Мандала из Технологического института Нью-Джерси (NJIT) совершила прорыв, объединив данные наблюдений за колебаниями Солнца, собранные с середины 1990-х годов. Ученые использовали информацию с трех инструментов: MDI на борту спутника НАСА SOHO, HMI на борту SDO, а также данные наземной сети GONG.

Анализируя миллиарды измерений звуковых волн, проходящих через недра Солнца, исследователи смогли составить карту движения плазмы внутри звезды. Они обнаружили, что полосы более быстрого и медленного вращения вещества мигрируют в глубине по траектории, напоминающей форму бабочки, которая в точности повторяет миграцию солнечных пятен на поверхности.

Дальнейший анализ указал на то, что эпицентр этих процессов находится в переходной зоне, называемой тахоклином, на глубине примерно 200 000 километров. Этот слой является границей между турбулентной конвективной зоной и стабильным внутренним излучением, где из-за резкого изменения скорости вращения возникают мощные сдвиговые потоки, способные генерировать и усиливать магнитные поля.

«До сих пор у нас просто не было достаточно данных из внутренней части звезды, чтобы с уверенностью определить, где именно организованы интенсивные магнитные поля Солнца, — пояснил Кришненду Мандал, ведущий автор исследования. Солнечные пятна — это видимые следы магнитных полей, которые приводят в движение космическую погоду на поверхности Солнца, но данные о солнечных колебаниях говорят нам о том, что фактический ‘двигатель’, ответственный за их генерацию, находится гораздо глубже».

Это открытие имеет фундаментальное значение не только для понимания процессов, происходящих на нашей звезде. Оно позволяет ученым уточнить модели прогнозирования космической погоды, которая напрямую влияет на работу спутников, систем связи и электросетей на Земле.

Как подчеркивают исследователи, многие современные модели учитывают лишь поверхностные слои, в то время как их работа доказывает необходимость включения в расчеты всей конвективной зоны и особенно тахоклина. Кроме того, полученные данные служат ключом к разгадке магнитных циклов других звезд во Вселенной, наблюдение которых с высоким разрешением пока невозможно.

Подводя итог, можно сказать, что многолетний анализ сейсмических колебаний Солнца позволил ученым впервые точно локализовать источник его магнитной активности. Магнитный двигатель звезды находится в слое тахоклина на глубине около 200 000 километров, где мощные сдвиговые потоки плазмы порождают поля, проявляющиеся на поверхности в виде знаменитого 11-летнего цикла солнечных пятен.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях