Периоды интенсивной активности Солнца — солнечные вспышки и корональные выбросы массы — привлекают больше всего внимания, но его более тихие фазы не менее важны. Новые исследования показывают, что даже во время затишья в его 11-летнем цикле активности, Солнце претерпевает измеримые внутренние изменения. Это означает, что солнечные минимумы, которые когда-то считались почти идентичными, на самом деле оставляют отчетливый «отпечаток пальца» внутри самой звезды.
Раскрывая Скрытую Динамику Солнца
На протяжении десятилетий ученые отслеживали циклы активности Солнца, отмечая магнитные перевороты, которые происходят каждые 11 лет. Солнечные максимумы приносят усиленные вспышки и солнечные пятна, в то время как минимумы представляют собой периоды относительного спокойствия. Однако недавний анализ, основанный на десятилетиях данных, демонстрирует, что эти тихие фазы взаимозаменяемыми не являются. Самый глубокий солнечный минимум в недавней истории — между 2008 и 2009 годами — вызвал измеримые сдвиги во внутренней структуре Солнца.
Почему это важно: Солнечная активность напрямую влияет на космическую погоду, которая может нарушать работу спутников, систем связи и даже электросетей на Земле. Понимание того, как внутренняя динамика движет этими циклами, имеет решающее значение для точного прогнозирования.
Как Ученые Заглянули Внутрь Солнца
Исследователи под руководством астрофизика Сарбани Басу из Йельского университета использовали метод, называемый гелиосейсмологией, для изучения недр Солнца. Этот метод анализирует акустические колебания — звуковые волны, которые проходят через солнечную плазму — подобно тому, как сейсмические волны раскрывают внутреннюю структуру Земли.
Команда использовала Birmingham Solar-Oscillations Network (BiSON), глобальную сеть телескопов, для мониторинга этих колебаний в течение четырех последовательных солнечных минимумов: 1985, 1996, 2008–2009 и 2018–2019 годы. Они сосредоточились на двух ключевых показателях:
- Гелиевый скачок: Изменения в ионизации гелия вблизи поверхности Солнца, обнаруживаемые посредством сдвигов в моделях колебаний.
- Скорость звука: Изменения скорости звука внутри Солнца, которые отражают изменения температуры, давления и магнитных полей.
Минимум 2008–2009 годов: Ясный Сигнал
Минимум 2008–2009 годов выделялся как самый продолжительный и тихий в современных записях. В этот период произошли наиболее значительные внутренние сдвиги: более сильный сигнал гелиевого скачка и более высокая скорость звука во внешних слоях. Это указывает на более высокое газовое давление, незначительное повышение температуры и ослабленные магнитные поля в определенных регионах Солнца в то время.
«Выявление того, как ведет себя Солнце под своей поверхностью в эти тихие периоды, имеет большое значение, потому что это поведение оказывает сильное влияние на то, как уровни активности нарастают в последующих циклах», — отмечает Басу.
Примечательно, что последующий солнечный цикл (цикл 24) был исключительно слабым — один из самых тихих максимумов, когда-либо зарегистрированных. Эта корреляция подчеркивает, как внутренние условия влияют на будущие уровни активности.
Последствия для Прогнозирования Солнечной Активности и Дальше
Прогнозирование солнечного поведения остается сложной задачей из-за скрытого двигателя, который им управляет. Даже небольшие внутренние сдвиги могут вызвать существенные изменения в поверхностной активности. Это исследование показывает, что кажущиеся похожими солнечные минимумы могут возникать из-за тонко отличающихся внутренних условий.
Будущие миссии, такие как PLATO Европейского космического агентства, расширят этот тип анализа. Эти наблюдения также могут быть применены к другим звездам, подобным Солнцу, помогая нам понять, как меняется их активность и влияет на их окружающую среду, включая любые планеты, которые они могут содержать.
Внутренняя динамика Солнца более изменчива, чем считалось ранее. Эта изменчивость должна учитываться в солнечных моделях для улучшения прогнозирования и лучшего понимания долгосрочного поведения нашей звезды.
