Недавняя работа ученых Национального центра атмосферных исследований США, подтвердила, что на Солнце могут возникать полярные вихри, напоминающие аналогичные структуры на Земле. Специалисты смогли глубже понять магнитные процессы Солнца и их влияние на солнечный цикл, что в перспективе позволит повысить точность прогнозов космической погоды.
Руководитель исследования Маусуми Дикпати отметила, что никто точно не знает, что именно происходит на солнечных полюсах, поскольку прямых наблюдений этой области пока не проводилось. Однако теперь ученые получили гипотетическую картину того, что можно увидеть на полюсах светила.
Моделирование полярных вихрей проводилось на суперкомпьютерах и показало, что на широте, примерно соответствующей земному полярному кругу формируется плотное вихревое кольцо. Образовавшись, вихри направляются к полюсам, постепенно сужаясь в кольцо, которое в конечном итоге распадается, оставляя лишь два вихря у самих полюсов. При достижении максимума солнечного цикла вихри исчезают. Количество и конфигурация этих вихрей зависят от силы солнечного цикла.
Наличие вихрей на полюсах Солнца в какой-то степени предсказуемо, поскольку подобные структуры наблюдаются на многих планетах и спутниках в Солнечной системе, включая Землю, Юпитер, Сатурн, Марс и даже Титан, спутник Сатурна. На Земле вихри стабилизируют холодный воздух на полюсах, а их ослабление позволяет холодным воздушным массам смещаться к экватору, вызывая похолодания в умеренных широтах. На Юпитере вихри располагаются по восемь у северного полюса и по пять — у южного, в то время как на Сатурне вихрь у северного полюса принимает форму гексагональной структуры.
Солнечные вихри имеют иную природу, поскольку Солнце окружено магнитной плазмой. Солнечный полярный вихрь зависит от магнитных сил, что осложняет прогнозирование его формирования и эволюции. Поскольку до сих пор не было миссий, наблюдающих полюса Солнца, информация о них отсутствует, и ученые вынуждены опираться на модели.
Результаты моделирования показывают, что во время каждого солнечного цикла стартует так называемый «бег к полюсам», в ходе которого происходит постепенное смещение к полюсу магнитного поля с противоположной полярностью. На пике солнечного цикла происходит замена магнитного поля противоположным, и к этому моменту вихри полностью исчезают. Ученые рассчитывают, что наблюдения этих вихревых структур помогут лучше понять механизмы солнечного цикла и связь между полярными магнитными полями и интенсивностью следующего цикла.
Исследование также предоставляет важную информацию для планирования космических миссий в будущем, поскольку оно указывает на возможность наблюдения полярных вихрей почти на всем протяжении солнечного цикла, за исключением его максимума. Данная информация может помочь астрономам рассчитать наиболее подходящее время для наблюдений.
«Вы можете запустить миссию и получить доступ к полюсам Солнца в неподходящее время, упустив важные моменты», — отметил Скотт Макинтош, соавтор исследования. Будущая космическая миссия, вероятно, уже скоро предоставит специалистам первые изображения солнечных полюсов, но запуск придется на период, близкий к пику цикла, что усложнит наблюдения.
Таким образом, ученые подчеркивают необходимость многократных, одновременных наблюдений за полюсами Солнца. Это позволило бы подтвердить результаты моделирования и открыть новые горизонты в понимании солнечной активности и ее воздействия на околоземное пространство.
Тем временем астрономы выяснили, что знаменитой магнитной аномалии Урана не существует.
