Опровергнута прежняя модель движения вещества внутри Солнца
На первый взгляд кажется, что Солнце не меняется, исчезая под вечер и вновь озаряя небосвод под утро. Как известно, в действительности всё обстоит иначе: мощные вспышки и протуберанцы, яркие петли из потоков заряженных частиц, изгибающихся, словно парящих над поверхностью, наконец, тёмные пятна — далеко не полный перечень внешних проявлений солнечной активности.
Учёные давно заметили, что магнитные поля на Солнце меняют своё направление в рамках одиннадцатилетнего цикла. Сначала поле примерно совпадает с меридианами – это минимум, на пике активности, когда появляется много тёмных пятен, направление поля соответствует параллелям.
Принято считать, что такие изменения связаны с потоками вещества внутри звезды. Кроме того, что движение происходит с востока на запад: медленнее у полюсов и быстрее в районе экватора, вещество перемещается в конвективной зоне между полюсами и экватором — в обоих направлениях.
Долгие наблюдения за солнечной активностью и прогнозы будущих изменений на нашем светиле показали неполноту прежней моделей.
«Десятилетиями считалось, что потоки вещества между полюсами и экватором вызывали изменения в магнитном поле, — говорит профессор Филип Шеррер (Philip Scherrer) из Стэнфордского университета (Stanford University). — Но наш прогноз состояния Солнца в последнее десятилетие XX века не оправдался».
Новую модель предлагают специалисты из NASA и Стэнфордского университета. В статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters, учёные соглашаются, что некоторые допущения вызывали многочисленные противоречия в расчетах.
По их мнению, с одной стороны, возможно, что поток вещества от экватора к полюсам, располагающийся на глубине около 32 тысяч километров — наиболее близок к поверхности, но сомнения вызывает обратное движение — в сторону полюсов. Ранее допускалось, что второй поток находится вдоль нижней границы конвективной зоны на глубине 200 тысяч километров.
«Это предположение и использовалось для описания солнечного динамо, — объясняет доктор Жуньвэй Чжао (Junwei Zhao) специалист по гелиосейсмологии из Стэнфорда. — Оказывается, что всё не совсем так».
Построенная на основе новых данных модель получилась сложнее. Оказалось, что нижний поток вещества в сторону полюсов должен проходить не по дну конвективной зоны, а прямиком под противоположным потоком. Получается, что образуются два кольца циркуляции, причём вещество поднимается в районе солнечного экватора из середины конвективной зоны, а не со дна.
Эта модель была построена благодаря астросейсмологии. Подобно земной сейсмологии это направление основано на анализе колебаний, проходящих через вещество, и позволяет получить массу информации о внутреннем строении объекта.
Кроме того, учёные использовали данные, полученные Обсерваторией солнечной динамики (SDO). Были собраны результаты двух лет наблюдений поверхности Солнца на четырёх различных высотах.
*
