Магнитные поля Солнца

Каковы внутренние механизмы возникновения мощнейших магнитных полей Солнца?

Магнитное поле управляет всем, что существует на Солнце. У него есть регулярное магнитное поле с северным и южным полюсами, которое может формироваться вследствие перемещений внутренних масс плазмы. До недавних пор мы ничего не могли увидеть под пылающей фотосферой.

В начале восьмидесятых годов ученые разработали технологию, называемую гелиосейсмологией. Недра Солнца исследуются с помощью ультразвукового сканирования (геологи примерно так же изучают внутреннее строение Земли).

«Тридцать лет назад никто и мечтать не мог о том, что предоставится возможность заглянуть под поверхность звезды», - говорит Джон Лайбахер из Международной рабочей группы GONG. В рамках этого проекта по всему земному шару через каждые 60 градусов долготы установлены шесть автоматизированных обсерваторий. Они круглосуточно наблюдают за Солнцем.

Идея использовать анализ звуковых волн для изучения Солнца появилась в 1960 годах, когда физик Роберт Лейгтон, применив метод допплеровских изображений, показал, что поверхность Солнца ритмично пульсирует с частотой примерно один толчок в пять минут. Позже астрономы обнаружили колебания разных частот, распространяющихся в Солнце, и в 1990 годах начали применять акустические методы для анализа данных, получаемых из обсерваторий GONG и космических исследовательских станций, например SOHO. Теперь, по словам астрофизика Грэга Де Фореста, «мы видим структуры внутри Солнца, о существовании которых никто и не догадывался».

Возможно, самое удивительное - это то, как вращаются внутренние слои Солнца (ядро и лучистая зона), особенно в сравнении с внешними слоями. Полное обращение видимой фотосферы и лежащей непосредственно под ней конвективной зоны происходит примерно за 26 дней при скорости 7150 километров в час у экватора, а у полюсов она снижается до 875, период вращения составляет 36 дней. Многие ученые уже давно подозревали, что внутренние слои Солнца (ядро и лучистая зона) вращаются медленнее, чем верхние. Это предположение оказалось верным лишь частично. Они вращаются так, будто состоят из твердого вещества, и совершают полный оборот за 27 дней - медленнее, чем внешние слои у экватора, но быстрее, чем у полюсов. Это означает, что зона конвекции и лучистая зона движутся с разной скоростью. Многие специалисты полагают, что именно эта область сдвига, или тахоклин, формирует тот самый генератор, который образует регулярное магнитное поле Солнца.

Внутренние движения зоны сдвига растягивают и скручивают линии магнитного поля, соединяющие северный и южный полюса, «обвивая» ими Солнце. При этих изменениях магнитные поля накапливают энергию подобно тому, как увеличивается потенциальная энергия резинового шнура при растяжении. Иногда такие процессы приводят к образованию магнитных линий, которые вырываются в фотосферу в виде петель, протуберанцев и солнечных пятен.