Солнце раскрывает свои секреты: ученые получили уникальные данные за 40 лет

Новости МирТесен

Ученые проанализировали астрономические данные за более чем 40 лет и обнаружили доказательства того, что внутренняя структура Солнца слегка меняется от минимума к минимуму солнечного цикла. Исследователи из Бирмингемского и Йельского университетов опубликовали результаты работы в журнале Известия Королевского астрономического общества (Royal Astronomical Society . Исследования показали, что даже незначительные колебания магнитной активности Солнца вызывают существенные изменения в его внутреннем строении.

Солнце демонстрирует цикл магнитной активности, повторяющийся каждые 11 лет. В период «солнечного минимума» его активность снижается: количество солнечных пятен уменьшается, магнитные поля ослабевают, а поверхность становится более однородной.

Астрофизики проанализировали процессы, протекающие внутри Солнца, опираясь на данные наблюдений, полученных с шести телескопов, входящих в Бирмингемскую сеть солнечных колебаний (BiSON). Исследование охватило четыре самых тихих периода, приходящихся на интервал между 21-м и 25-м солнечными циклами.

Изучив незначительные изменения, возникающие внутри Солнца под воздействием звуковых волн, вызывающих его вибрации, ученые стремились выяснить, какие процессы происходят под солнечной поверхностью. Это первое исследование, в котором с помощью гелиосейсмологии – науки, изучающей колебания Солнца – сравниваются четыре последовательных периода низкой солнечной активности).

Исследователи выявляли специфические нарушения в звуковых волнах, которые возникают при двойной ионизации гелия, анализировали изменения скорости звука и сопоставляли полученные данные с прогнозами, разработанными на основе моделей Солнца, параметры внутренних слоев которых были незначительно скорректированы.

Анализ показал, что минимум солнечной активности в период с 2008 по 2009 год, наступивший между 23-м и 24-м циклами, и считающийся одним из самых слабых и длительных за время наблюдений, обладал уникальными внутренними особенностями, отличными от характеристик трех других подобных минимумов.

Интенсивность гелиевого «сбоя» оказалась существенно выше, чем во время трех предыдущих минимумов, что свидетельствует о существенных структурных особенностях. Внешние слои Солнца демонстрировали большую скорость звука, что указывает на повышенное давление и температуру газа, а также на ослабленное магнитное поле.

По словам профессора Билла Чаплина из Бирмингемского университета, ученые впервые получили возможность с высокой точностью отследить изменения, происходящие во внутренней структуре Солнца между минимумами солнечной активности. Внешние слои звезды незначительно изменяются в процессе этих циклов, и исследователи зафиксировали наличие заметных внутренних изменений, которые проявляются в периоды снижения солнечной активности».

Полученные данные могут быть использованы для предсказания будущих колебаний солнечной активности. Это имеет значение, так как солнечная активность вызывает космическую погоду — выбросы энергии от Солнца, способные оказывать существенное воздействие на Землю. Космическая погода может вызывать нарушения в радиосвязи, ошибки в работе систем GPS, сбои в электроснабжении и повреждения спутников связи.

По словам профессора Сарбани Басу из Йельского университета, крайне важно изучать поведение Солнца под поверхностью в периоды низкой активности, поскольку оно оказывает значительное влияние на развитие последующих циклов солнечной активности».

По словам профессора Чаплина, их исследование подтверждает ценность продолжительных сейсмических наблюдений за звездами. Примененные в работе подходы могут быть использованы для изучения других звезд, схожих с Солнцем, что позволит глубже понять изменения в их активности и воздействие на окружающее пространство, включая потенциально обитаемые планеты».

[Фото: NASA/SDO/Joy Ng]