Загадкове явище на Сонці століттями бентежило вчених: що вдалося з’ясувати

Чому плями на Сонці можуть існувати так довго, було загадкою протягом багатьох століть. Новий метод спостереження розкрив таємницю, яка бентежила науковців ще задовго до Галілео Галілея, який першим розглядав ці об’єкти у телескоп.

Про відкриття, яке зробила міжнародна дослідницька група за допомогою німецького сонячного телескопа GREGOR, повідомляє журнал «Астрономія та астрофізика».

Відомо, що плями утворюються, коли всередині конвективної зони Сонця розпечена плазма охолоджується, рухаючись до поверхні світила, забираючи з собою енергію.

Ця плазма стає щільнішою, утворюючи холодніші темні плями, поки тепло з глибин Сонця знову не змусить її піднятися. І весь цей час магнітні поля продовжують скручуватися, ламатися та перебудовуватися. Це пояснює зв'язок сонячних плям зі спалахами.

Стабільні сонячні плями можуть дати більше інформації про цикл сонячної активності, який триває близько 11 років і досягає піку під час сонячного максимуму. Попередні пояснення їхньої стабільності припускали рівновагу між магнітними полями та тиском газу, але магнітні потрясіння довгий час ускладнювали спостереження за цим явищем.

За допомогою нового методу, який усуває перешкоди від земної атмосфери та показує вражаюче чіткі зображення, дослідники з Інституту сонячної фізики у Фрайбурзі (Німеччина) зробили можливим аналіз поляризованого світла від Сонця. Команда науковців змогла точно визначити, звідки воно надходить усередині сонячних плям і що відбувається всередині.

Виявилося, що рівновага в сонячних плямах – це баланс тиску та магнетизму. Магнітні поля найсильніші, коли електрони залишаються незв'язаними, але чим більше тиску, тим більше вони об'єднуються в пари та послаблюється магнітне поле.

Достатній тиск врівноважує силу магнітних полів і зберігає сонячні плями цілими протягом тривалого часу. Це відомо як магнітогідростатична рівновага , яка описує властивості газу або рідини (наприклад, сонячної плазми) в магнітному полі. Оскільки сонячна плазма може проводити електрику, вона підтримує магнітне поле, з яким взаємодіє.

«[Наші] результати забезпечують вирішальне спостережне та теоретичне підтвердження ідеї про те, що сонячні плями повільно еволюціонують навколо рівноважного стану та перебувають в магнітогідростатичній рівновазі, тим самим допомагаючи пояснити їх тривалий термін життя», – йдеться в опублікованному дослідженні.

Розуміння того, чому сонячні плями — і сонячна турбулентність, яка з ними пов'язана — можуть затримуватися так довго, допоможе нам краще прогнозувати космічну погоду та, можливо, запобігти затемненням, пошкодженню супутників та загрозам здоров'ю астронавтів.