Солнце кажется нам стабильным и неизменным, но на самом деле оно живет в ритме одиннадцатилетних циклов магнитной активности. В периоды максимумов его поверхность покрывается пятнами и извергает мощные вспышки, а в минимумы наступает относительное затишье — пятен почти нет, а магнитные поля ослабевают. Долгое время ученые считали, что все такие «тихие» фазы примерно одинаковы. Однако новое исследование показало, что даже в периоды покоя внутренняя структура Солнца заметно отличается от цикла к циклу.
Астрофизики из Бирмингемского и Йельского университетов проанализировали данные наблюдений, собранных в течение более чем сорока лет глобальной сетью из шести телескопов BiSON, которые круглосуточно отслеживают крошечные колебания нашей звезды. Солнце постоянно «звенит» — внутри него путешествуют звуковые волны, заставляя поверхность едва заметно вибрировать. По характеру этих вибраций можно судить о том, что происходит в глубине звезды, — примерно так же сейсмологи изучают недра Земли по землетрясениям. Этот метод называется гелиосейсмологией, и впервые он был применен для сравнения четырех последовательных солнечных минимумов — между 21-м и 25-м циклами.
Результаты показали, что минимум 2008−2009 годов — один из самых глубоких и продолжительных за всю историю наблюдений — отличался от трех остальных. Характерный сейсмический «сбой», который возникает в период таких минимумов на фоне двойной ионизации гелия, оказался заметно сильнее, скорость звука во внешних слоях была выше, что указывает на повышенные температуру и давление газа, а магнитные поля — слабее.
«Впервые мы смогли четко измерить, как внутренняя структура Солнца меняется от одного минимума к другому. Глубокие спокойные минимумы оставляют измеримый внутренний отпечаток», — говорит профессор астрофизики Бирмингемского университета Билл Чаплин.
Результаты исследования важны не только для фундаментальной науки. Солнечная активность порождает космическую погоду — мощные выбросы энергии, способные вызвать сбои радиосвязи, ошибки GPS, отказы электросетей и повреждения спутников. «Понимание того, что происходит под поверхностью Солнца в спокойные периоды, принципиально важно, потому что эти события определяет уровень активности нашего светила в последующих циклах», — поясняет профессор Йельского университета Сарбани Басу.
Кроме того, разработанные методы можно будет применить для изучения других звезд в ходе будущих миссий — например, европейской PLATO, — они помогут лучше понять, как звездная активность влияет на окружающие планеты, в том числе, потенциально обитаемые.
Ранее ученые раскрыли загадку неожиданного омоложения звезды.
