«Сердцебиение» нашего Солнца загадочным образом меняется уже 40 лет

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 .