Ученые только что осознали, что измерения солнечной радиационной активности на поверхности Земли не отражают всей ее картины.
Проведя более глубокое, чем прежде, исследование астрономами внутренних процессов нашей ближайшей звезды и обнаружив значительные изменения за последние 40 лет.
Они утверждают, что их выводы позволяют предположить, что Солнце, возможно, переходит в «другой режим поведения».
«Мы обнаружили свидетельства систематических изменений в цикле солнечной активности», — объясняет астрофизик из Бирмингемского университета Билл Чаплин, ведущий автор нового исследования.
«Важно отметить, что с каждым циклом магнитная активность всё сильнее локализуется вблизи поверхности».
Солнечная активность то возрастает, то снижается на протяжении 11-летнего солнечного цикла. Во время солнечного минимума наша звезда относительно спокойна и благоприятна для Земли.
Однако во время солнечного максимума он особенно бурный и может вызывать мощные вспышки и выбросы корональной массы . Эти вспышки могут нарушать работу спутников, GPS, связи и электросетей.
Подобно обычному стержневому магниту , Солнце обладает магнитным полем с двумя полюсами, создаваемым постоянным вращением горячей, электрически заряженной плазмы, из которой, собственно, и состоит Солнце.
Турбулентное внутреннее строение звезды и неравномерное вращение Солнца (оно вращается быстрее на экваторе) искажают и увлекают это магнитное поле в хаотичном магнитном танце.
В конечном итоге это приводит к поменявшимся местами северному и южному магнитным полюсам, что происходит примерно каждые 11 лет, что составляет один солнечный цикл.
В последних нескольких циклах наблюдались значительные изменения в общей активности и эволюции магнитных полей на Солнце.
Например, предыдущий 24-й цикл был значительно слабее по солнечной активности , включая солнечные пятна и излучение на различных длинах волн.
Ожидалось, что текущий 25-й цикл продолжит эту общую тенденцию, но, похоже, в нем наблюдаются некоторые интригующие изменения, происходящие под поверхностью Солнца.
Чтобы исследовать внутреннюю активность нашей звезды, Чаплин и его коллеги проанализировали данные о доплеровской скорости за почти четыре десятилетия, полученные с помощью Бирмингемской сети солнечных колебаний (BiSON). Данные, начиная с 1987 года, охватывают циклы с 22 по 25.
Обсерватория BiSON — это сеть из шести спектрометров, расположенных по всему миру, для постоянного наблюдения за Солнцем.
Он работает с 1976 года, отслеживая солнечную активность с помощью метода, называемого гелиосейсмологией , который обнаруживает мельчайшие изменения в солнечном свете, вызванные вибрациями внутри его недр.
Исследователи проанализировали такие колебания, называемые «p-модовыми колебаниями», которые образуются, когда звуковые волны распространяются по Солнцу, заставляя его «звенеть», как огромный термоядерный колокол .
Чтобы оценить активность на разных глубинах внутри Солнца, команда проанализировала три диапазона частот колебаний: низкий, средний и высокий.
Затем они сравнили эти данные с несколькими широко используемыми «глобальными индикаторами активности», которые измеряют активность на поверхности Солнца.
Эти показатели включают в себя количество и размер солнечных пятен, а также измерение радиоизлучения Солнца , чтобы сравнить внутреннюю активность со тем, что происходит во внешней атмосфере, включая часто вызывающую путаницу корону .
Выявилась примечательная закономерность: внешняя активность Солнца, как и ожидалось ранее, ослабла, но его внутренние высокочастотные колебания стали сильнее, что больше соответствует более ранним циклам.
В результате, как утверждают исследователи, магнитная активность и структурные изменения на Солнце, вызванные солнечным циклом, все больше концентрируются в неглубоких областях, примерно в 1000 километрах (621 миле) ниже поверхности.
«Это первое подобное открытие, и оно было бы невозможно без длительных наблюдений с помощью телескопа BiSON», — добавляет Чаплин .
Долгосрочное наблюдение имеет важное значение для выявления тенденций и изменений в солнечной активности.
Понимание того, как магнитные поля влияют на вспышки и наоборот, улучшит прогнозы космической погоды, помогая нам лучше предсказывать натиск заряженных частиц и геомагнитных бурь , которые воздействуют на электрическую инфраструктуру Земли.
Данное исследование также выявляет взаимосвязь между внутренними и внешними силами Солнца.
«Мы обнаружили, что взаимосвязь между внутренними солнечными колебаниями и поверхностной активностью менялась на протяжении последних нескольких циклов», — говорит астроном Сарбани Басу из Йельского университета.
Дальнейшие наблюдения с помощью аппарата BiSON покажут, что эта взаимосвязь будет наблюдаться по мере завершения 25-го цикла и официального начала 26-го цикла, примерно в 2030 году .
В любом случае, это предвещает значительные изменения во внутреннем строении Солнца:
