На Солнце могут существовать полярные вихри — исследование
Исследование американских ученых показывает, что на Солнце, как и на Земле, могут быть закручивающиеся «полярные вихри». Однако, в отличие от нашей планеты, формирование и эволюция этих процессов на звезде может быть обусловлено магнитными полями. Если открытие подтвердится в ходе прямых наблюдений, это во многом объяснит механизм солнечного магнетизма и солнечных циклов, а значит ученые смогут более точно предсказывать «космическую погоду».
Существование на Солнце подобия земных полярных вихрей не вызывает удивления, поскольку подобные вращающиеся структуры были замечены на большинстве небесных тел Солнечной системы. На Земле такие явления связаны с холодными ветрами, которые зимой циркулируют на большой высоте над полюсами. Благодаря зонду NASA «Юнона» мы видели полярные вихри и на Юпитере — восемь вокруг его северного полюса и пять вокруг южного. Подобные процессы также наблюдались на Сатурне, Марсе, Венере, Уране, Нептуне и спутнике Сатурна Титане. Тем не менее наше светило в корне отличается от планет и спутников, в том числе наличием окружающей намагниченной плазмы.
Ученые из Национального центра атмосферных исследований Национального научного фонда США (NSF NCAR) в своем новом исследовании попытались доказать, что полярные вихри действительно существуют на Солнце, и понять, может ли магнетизм повлиять на их образование. Поскольку прямых исследований полюсов светила ранее не проводилось, сведения, доступные ученым, весьма ограничены. По этой причине авторы работы обратились к компьютерному моделированию, чтобы понять, как могут выглядеть вихри на раскаленной звезде.
Исследование показало, что полярные вихри на Солнце, по всей видимости, могут обладать уникальной структурой, которая трансформируется в течение солнечного цикла и определяется его интенсивностью. Согласно моделированию, в районе 55 градусов широты (что эквивалентно полярному кругу Земли) может формироваться плотное кольцо полярных вихрей. Это происходит в момент начала процесса, которое называют «стремлением к полюсам».
Когда вихри сформировались, они начинают двигаться к полюсам и образовывать сжимающееся кольцо. По мере того как круг замыкается, завихрения рассеиваются, и в итоге остается только пара таких процессов, которые находятся непосредственно рядом с полюсами. Они полностью исчезают во время солнечного максимума. Количество и форма вихрей меняются по мере их продвижения к полюсам в зависимости от силы солнечного цикла.
Вычисления предоставляют недостающую часть пазла о том, какие процессы происходят с магнитным полем Солнца вблизи полюсов и позволяют дать ответы на некоторые ключевые вопросы о солнечных циклах. Раньше многие исследователи использовали данные о силе магнитного поля, направленной к полюсам, в качестве индикатора того, насколько мощным будет следующий солнечный цикл. Однако связь между этими явлениями все еще остается загадкой.
Полученные результаты также помогут планировать предстоящие запуски зондов для наблюдения за светилом. В частности, они указывают на то, что полярные вихри определенной формы должны быть видны на протяжении всех этапов солнечного цикла, кроме периода максимальной активности. Если будущий аппарат прибудет в заданную точку в неподходящее время, его наблюдения будут практически бесполезны. Авторы работы отмечают, что эффективнее всего было бы отправить сразу несколько спутников для наблюдения за Солнцем, расположив их в разных точках.
В октябре исследователи представили расширенную и более точную карту магнитного поля короны Солнца. Они проводили практически ежедневные измерения области светила, которая ранее постоянно не наблюдалась. Полученные данные помогают лучше понять механизмы, приводящие к мощным солнечным вспышкам, которые представляют угрозу для Земли.
