Испорченный конвейер Солнца

Наука и технологии
«Эксперт» №10 (744) 14 марта 2011
Испорченный конвейер Солнца

Группа исследователей из американского Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) предложила частичное объяснение загадки аномально затянувшегося минимума солнечной активности, наблюдавшегося в течение 2008–2010 годов.

Как известно, активность Солнца (сложный комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей) изменяется циклически. В ходе одного среднестатистического 11-летнего цикла его общее магнитное поле имеет один знак (например, северный магнитный полюс совпадает с северным гелиографическим), а на протяжении следующего цикла полярность становится противоположной.

В периоды наибольшей активности (так называемого солнечного максимума) на поверхности Солнца возникают многочисленные пятна — регионы пониженной температуры. Они образуются, по-видимому, там, где «выходят наружу» петли магнитного поля, вызывая частые выбросы в космическое пространство миллионов тонн раскаленной солнечной плазмы. В свою очередь, потоки этой раскаленной плазмы постоянно перемещаются под поверхностью Солнца, подобно океаническим течениям Земли.

Однако в течение последнего периода затишья наблюдалось резкое снижение силы магнитного поля в полярных зонах, а пятна на поверхности Солнца вообще не образовывались почти 700 земных суток, тогда как ранее, согласно многолетним наблюдениям астрономов, продолжительность этой стадии составляла менее года, в среднем чуть более 300 суток.

Авторы статьи, опубликованной в первом мартовском номере журнала Nature, Андрес Муньос-Харамийо и Петрус Мартенс из CfA и их коллега Дибьенду Нанди из Индийского института научных исследований и образования в Калькутте попытались разобраться в причинах этой странной аномалии. Для этого ученые разработали компьютерную модель, симулировавшую повторяющиеся циклы солнечной активности на протяжении последних двух тысячелетий (всего ими было смоделировано порядка 210 таких циклов).

Исследователи сконцентрировали свое внимание на воспроизведении динамики циркуляции потоков плазмы, которые, поднимаясь близко к поверхности Солнца в экваториальных регионах, затем перетекают по направлению к его полюсам, где происходит их погружение и поворот на 180 градусов с последующим движением обратно к экватору. В нормальных условиях средняя скорость движения этих плазменных потоков составляет порядка 65 км в час, и это приводит к тому, что одну полную петлю (цикл) плазменный конвейер Солнца совершает примерно за 11 земных лет.

В результате компьютерного моделирования группе Муньоса-Харамийо удалось установить, что у этой плазменной конвейерной ленты несколько лет назад произошел непонятный сбой: в самом начале нового цикла скорость ее движения от экватора к полюсам резко увеличилась, и к моменту появления ускорившегося потока плазмы в полярных зонах магнитное поле Солнца не успело достичь нормальной величины. Соответственно, обратный полуцикл (период движения плазменного конвейера от полюсов к экватору) оказ