400-річну таємницю розгадано. З'ясувалося походження магнітного поля Сонця: такого не очікували

Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature, показало, що джерело магнітного поля Сонця розташоване набагато ближче до його поверхні, ніж вважалося раніше. Магнітне поле Сонця відповідає за утворення темних сонячних плям, сонячних спалахів і корональних викидів маси. Відтоді, як астрономи почали досліджувати магнітні поля Сонця, точка, з якої вони виникають, залишалася невизначеною. Тепер учені, ймовірно, розгадали 400-річну таємницю, і відповідь виявилася несподіваною, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Негативний вплив Сонця на Землю

Нове відкриття вчені зробили за допомогою комп'ютерного моделювання і припускають, що магнітне поле Сонця виникає через нестабільність плазми в зовнішніх шарах сонячної поверхні, а не з глибини зірки, як вважалося раніше. Результати можуть допомогти вченим краще прогнозувати появу сонячних спалахів і геомагнітних бур, які становлять небезпеку для супутників, систем зв'язку та енергетичної інфраструктури на Землі.

Сонце являє собою гігантську плазмову кулю, всередині якої створюється сильне магнітне поле. Лінії магнітного поля не перетинаються, але коли це відбувається з подальшим їхнім роз'єднанням, то виникає викид сильного випромінювання і потужних потоків плазми. Тобто виникають сонячні спалахи і корональні викиди маси. Унаслідок ударів плазми об Землю на нашій планеті виникають геомагнітні бурі.

Сонячне динамо

Сонце створює своє магнітне поле за допомогою процесу під назвою сонячне динамо. Попередні дослідження припускали, що це динамо вступає в дію в турбулентній області Сонця під назвою зона конвекції. Тут гаряча плазма піднімається від ядра Сонця і переносить тепло та енергію на поверхню Сонця, у фотосферу. Після виділення енергії плазма охолоджується і падає назад через зону конвекції, глибина якої становить приблизно 200 тисяч км.

Але де саме бере свій початок магнітне поле нашої зірки так точно і не було визначено. Для нового дослідження вчені використовували дані геліосейсмології, яка використовує спостереження за вібраціями, що поширюються по зовнішній поверхні Сонця, щоб знайти рішення.

Де знаходиться джерело магнітного поля Сонця?

Вчені створили модель за допомогою даних про вібрації на поверхні Сонця і результати показали, що зміни в потоці плазми через верхні 5-10% поверхні Сонця найточніше відповідають магнітним полям, які спостерігаються зовні.

За словами вчених, вони виявили, що ізольовані збурення поблизу поверхні Сонця, далеко від глибших шарів, можуть з часом зростати, створюючи магнітні структури, які можна побачити.

Розрахунки вчених показали, що магнітне поле Сонця створюється приблизно на глибині 64 тисячі км під його поверхнею, тобто фотосферою. Це може здатися неймовірно глибоко, але радіус Сонця становить 697 000 км, а це означає, що магнітні поля створюються в зовнішніх 10% перегрітої плазми Сонця.

Дивний зв'язок між магнітним полем Сонця і живленням чорних дір

Придивившись до того, як плазма тече поверхнею Сонця, вчені також виявили дивовижну схожість із безпосереднім оточенням чорних дір.

Коли зірки наближаються занадто близько до чорних дір, вони можуть бути зруйновані її гравітацією внаслідок події приливного руйнування. Після цього залишки зірки починають кружляти навколо чорної діри. Але іноді зірка, яка кружляє навколо чорної діри просто втрачає частину своєї речовини через гравітаційний вплив першого об'єкта.

Уся плазма, яку притягує до себе чорна діра, починає кружляти навколо неї в акреційному диску, а тільки потім потрапляє всередину чорної діри. Живлення чорної діри відбувається через так звану магнітну обертальну нестабільність у потоці плазми. Ця турбулентність створюється, коли намагнічена речовина ближче до краю акреційного диска рухається повільніше, ніж речовина ближче до його центру.

Автори дослідження вважають, що аналогічне явище відбувається в магнітному полі Сонця, і саме ця магнітна обертальна нестабільність у самих зовнішніх шарах Сонця є першим кроком у створенні магнітного поля нашої зірки.

Як уже писав Фокус, вчені вперше виміряли швидкість обертання чорної діри за допомогою коливань простору-часу і на них чекав сюрприз. У астрономів з'явився новий спосіб вимірювання швидкості обертання чорної діри за допомогою наслідків поглинання нею матерії.