Ще з часів Галілея, який уперше побачив їх через телескоп у XVII столітті, сонячні плями викликали подив і зацікавлення вчених. Ці темні ділянки на поверхні Сонця можуть існувати тижнями або навіть місяцями, але досі астрономи не мали остаточного пояснення, чому вони такі стабільні.
Тепер нове дослідження, опубліковане в журналі Astronomy & Astrophysics, нарешті дало відповідь на цю давню загадку. Як повідомляє phys.org, міжнародна команда науковців під керівництвом дослідників з Інституту сонячної фізики в Німеччині розробила новий метод аналізу стабільності сонячних плям, який показав: ці структури утримуються завдяки надзвичайно точному балансу між магнітними силами та тиском газу.
Що таке сонячні плями?
Сонячні плями — це зони на поверхні Сонця, де магнітне поле надзвичайно потужне. Воно може бути таким же сильним, як у медичному МРТ-апараті, але охоплювати площу, що перевищує розміри Землі. Вони виглядають темнішими, бо трохи прохолодніші за навколишню фотосферу, хоча насправді, якби ми побачили таку пляму окремо, вона була б яскравішою за повний Місяць.
Кількість сонячних плям змінюється в межах приблизно 11-річного циклу. У періоди пікової активності магнітні порушення поблизу плям можуть спричиняти потужні спалахи та корональні викиди маси — події, здатні впливати на супутники, електромережі й навіть здоров’я космонавтів.
Протягом десятиліть основним припущенням було те, що стабільність сонячних плям зумовлена рівновагою між внутрішнім газовим тиском і зовнішніми магнітними силами. Але підтвердити це припущення було надзвичайно складно: атмосфера Землі спотворює спостереження за магнітними полями на Сонці з наземних телескопів.
Ключ до розгадки — удосконалення методу, який раніше був розроблений у Товаристві Макса Планка. Використовуючи німецький сонячний телескоп GREGOR, команда змогла значно зменшити ефект атмосферного «розмиття». Це дозволило дослідникам із високою точністю вимірювати поляризоване світло, що випромінюється Сонцем, і на його основі — силу магнітних полів у межах плям.
У результаті вчені вперше змогли з наземного телескопа отримати дані якості, близької до супутникової, але за значно нижчої вартості.
Аналіз показав, що сили тиску всередині сонячних плям і магнітні сили ідеально врівноважені. Це пояснює, чому ці структури можуть тривалий час зберігати свою форму, незважаючи на постійну динамічну активність сонячної поверхні.
Як це працює. Усередині сонячної плями відбувається боротьба між двома головними силами:
- Газовий тиск — гарячий газ усередині Сонця намагається розширитись і «виштовхнути» матерію назовні.
- Магнітна сила — потужне магнітне поле натомість «стискає» газ і не дає йому вільно рухатися. Ця сила стримує газ.
У сонячній плямі ці дві сили — тиск і магнітне поле — точно врівноважені. Жодна з них не перемагає.
Розуміння механізмів стабільності сонячних плям має прикладну цінність. Якщо вчені зможуть передбачати, коли саме ця рівновага порушується, це допоможе прогнозувати небезпечні спалахи і викиди сонячної маси — ключові фактори космічної погоди.
З огляду на те, що наше життя дедалі більше залежить від супутників, комунікаційних мереж і електропостачання, нове розуміння процесів на Сонці може стати важливим елементом захисту сучасної цивілізації від наслідків космічних бур.
Фото: NASA
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
