Ключ — в балансе: ученые раскрыли 400-летнюю тайну Солнца
Стабильность солнечных пятен оставалась загадкой еще с XVII века, но теперь ученым удалось объяснить, почему темные области на поверхности светила существуют неделями и даже месяцами. Оказалось, что их устойчивость достигается благодаря балансу между мощными магнитными полями и давлением раскаленного газа. Открытие не только дает ответ на древнюю научную тайну, но и поможет предсказывать опасные солнечные бури.
Солнечные пятна — темные области на поверхности Солнца с чрезвычайно сильным магнитным полем —почти как у больничного аппарата МРТ, но растянутым на гигантскую площадь. Впервые они были замечены Галилео Галилеем еще в начале 1600-х годов и с тех пор оставались одной из самых интригующих загадок солнечной физики. Ученых интересовало, как эти образования, иногда размером больше Земли, могут сохраняться неделями и даже месяцами. Международная группа исследователей под руководством специалистов из Немецкого института физики Солнца нашла ответ.
Концентрации магнитного поля выглядят как темные пятна на Солнце, потому что они холоднее, чем окружающая поверхность Солнца. Однако если бы мы могли изолировать эти участки от остального светила, то они бы светили ярче полной Луны. Количество солнечных пятен растет в течение 11-летнего солнечного цикла, достигая пика активности при возникновении самых мощных солнечных бурь. В такие периоды нестабильное магнитное поле вблизи солнечных пятен может вызывать взрывы — солнечные вспышки. Эти явления могут нарушить работу спутников на околоземной орбите или даже привести к сбоям в электросетях на Земле.
Долгое время считалось, что солнечные пятна остаются стабильными из-за равновесия между давлением газа и магнитными силами. Однако доказать это было сложно из-за атмосферных искажений, которые вносит земная атмосфера в наблюдения. Прорыв удалось совершить благодаря усовершенствованной методике, разработанной в Институте исследований Солнечной системы им. Макса Планка (Германия). Новый подход позволяет исключить атмосферные помехи из данных, полученных с солнечного телескопа GREGOR, и достичь беспрецедентной точности измерений.
Используя этот метод, ученые проанализировали поляризованный свет, излучаемый Солнцем, и смогли с высокой точностью измерить магнитные поля внутри пятен. Оказалось, что их стабильность действительно обеспечивается идеальным балансом: магнитное давление уравновешивается газовым, не позволяя пятну разрушиться.
Открытие имеет важное практическое значение. Понимание механизмов устойчивости солнечных пятен поможет ученым точнее предсказывать моменты, когда их солнечный магнетизм становится нестабильным и грозит выбросами энергии. В будущем это позволит заранее предупреждать о потенциально опасных вспышках, а значит, защитить космические аппараты, энергосистемы и даже здоровье астронавтов от воздействия радиации. Исследование не только решает многовековую научную загадку, но и демонстрирует, как современные технологии позволяют делать открытия, которые еще недавно казались невозможными.
Фото National Solar Observatory (NSO), AURA, NSF
Самое популярное
