Магнитное поле Солнца колеблется по классическому закону турбулентности: ученые
Российские ученые обнаружили, что колебания магнитного поля на полюсах Солнца подчиняются закону турбулентности Колмогорова. Исследование провели специалисты Пермского Политеха, Института механики сплошных сред УрО РАН и ИЗМИРАН.
Солнечное динамо — физический механизм, из-за которого внутри Солнца возникает и поддерживается магнитное поле. Оно работает в конвективной зоне, где горячая плазма движется, перемешивается и создает магнитные структуры. Чем точнее ученые понимают эти процессы, тем лучше можно моделировать поведение Солнца.
Что такое магнитные бури, почему они возникают и как влияют на человека
Закон Колмогорова описывает, как энергия в турбулентном потоке распределяется между крупными и мелкими вихрями. В 1941 году его сформулировал советский математик Андрей Колмогоров. Обычно этот закон используют для описания жидкости и газа, но теперь ученые показали, что ему подчиняются и колебания магнитного поля на полюсах Солнца.
Авторы проанализировали данные обсерватории имени Уилкокса в США, где магнитное поле Солнца измеряют уже около 50 лет. Для обработки использовали вейвлет-анализ — метод, который показывает, как колебания меняются на разных временных интервалах.
Ученые нашли эту закономерность в колебаниях магнитного поля на промежутках от одного месяца до 6,5 лет. На этих временных масштабах энергия распределяется почти по тому же правилу, которое Колмогоров описал для развитой турбулентности: спектральный индекс оказался близок к −5/3.
«Теперь любая реалистичная компьютерная модель солнечного динамо должна воспроизводить не только 11-летний цикл, но и заполненный спектр колебаний с индексом, близким к −5/3», — пояснил профессор ПНИПУ и ведущий научный сотрудник ИМСС УрО РАН Родион Степанов.
Иллюстрация MIT
Самое популярное
