|
Солнечная загадка, которая ставила человечество в тупик
|
|
|
|
Солнечные пятна на поверхности нашей звезды наблюдались за столетия до того, как Галилей получил повреждение глаз, наблюдая за ними в свой телескоп. Первые известные записи были сделаны китайскими астрономами в 27 году до н.э., но наблюдения могут быть еще более древними, если греческий философ Анаксагор действительно заметил их в 467 году до н.э. В то время как некоторые древние считали, что эти тени на нашей звезде означают изменения в космосе, солнечные пятна на удивление стабильны — и теперь мы знаем, что они были обнаружены еще в древности. знаю почему.
|
|
|
|
Солнечные пятна на самом деле являются побочным продуктом хаоса в магнитном поле. Внутри конвективной зоны Солнца раскаленная плазма охлаждается по мере приближения к поверхности Солнца, забирая с собой энергию. Эта плазма становится плотнее по мере того, как теряет тепло и оседает, образуя более холодные темные пятна, пока тепло, поступающее из недр Солнца, не заставит ее снова подняться. И все это время магнитные поля продолжают скручиваться, разрушаться и перестраиваться. Это объясняет связь солнечных пятен со вспышками, которые мы знаем как солнечные вспышки и корональные выбросы массы, которые могут высвобождать достаточно электромагнитного излучения, чтобы угрожать спутникам и электрической инфраструктуре на Земле.
|
|
|
|
Более стабильные солнечные пятна, возможно, помогут лучше понять цикл солнечной активности, который длится около 11 лет и достигает максимума во время солнечного максимума. Предыдущие объяснения их стабильности предполагали наличие равновесия между магнитными полями и давлением газа, но магнитные бури долгое время затрудняли наблюдение. Теперь международная исследовательская группа, использующая немецкий солнечный телескоп GREGOR, наконец-то прояснила туманные наблюдения солнечных пятен с помощью нового метода, который устраняет помехи от атмосферы Земли и позволяет получать поразительно четкие изображения.
|
|
|
|
|
|
|
Под руководством исследователей из Института физики Солнца во Фрайбурге, Германия, этот метод, первоначально разработанный в Геттингенском институте исследований Солнечной системы имени Макса Планка, позволил добиться того, чего раньше могли достичь только (гораздо более дорогие) спутники: он сделал возможным анализ поляризованного солнечного света. Поляризация - это явление, при котором электрическое поле света перемещается взад и вперед перпендикулярно направлению, в котором движется сама световая волна, и считается, что свет поляризован, когда он продолжает распространяться в одном направлении (в отличие от рассеяния). Более внимательно изучив поляризованный свет, команда смогла точно определить, откуда он исходит внутри солнечных пятен и что происходит внутри них.
|
|
|
|
Оказалось, что равновесие в солнечных пятнах - это баланс давления и магнетизма. Магнитные поля наиболее сильны, когда электроны остаются непривязанными, но при увеличении давления они образуют пары и магнитное поле ослабевает. Достаточное давление уравновешивает силу магнитных полей и сохраняет солнечные пятна нетронутыми в течение длительного времени. Это явление известно как магнитогидростатическое равновесие, которое описывает свойства газа или жидкости (например, солнечной плазмы) в магнитном поле. Поскольку солнечная плазма может проводить электричество, она поддерживает магнитное поле, с которым взаимодействует.
|
|
|
|
“[Наши] результаты дают убедительную наблюдательную и теоретическую поддержку идее о том, что солнечные пятна медленно эволюционируют вокруг равновесного состояния и находятся в магнитогидростатическом равновесии, тем самым помогая объяснить их долгую продолжительность жизни”, - говорится в исследовании, недавно опубликованном в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Понимание того, почему солнечные пятна — и сопровождающая их солнечная турбулентность — могут сохраняться так долго, поможет нам лучше прогнозировать космическую погоду и, возможно, предотвращать отключения электроэнергии, повреждения спутников и угрозы здоровью астронавтов.
|
|
|
|
Источник
|
