Наше Сонце приблизно в п'ять разів менш магнітно активне, ніж інші сонячноподібні зірки, що фактично є особливим випадком. Причина цього може критися в планетах нашої Сонячної системи, кажуть дослідники з Центру Гельмгольца Дрездена-Россендорфа (HZDR). За останні 10 років вони розробили модель, яка виводить практично всі відомі цикли активності Сонця з циклічного впливу приливних сил планет. У новому дослідженні, опублікованому в Solar Physics, вони продемонстрували, що ця зовнішня синхронізація автоматично стримує сонячну активність.
Наразі Сонце досягає максимального рівня активності, який спостерігається приблизно кожні 11 років. Саме тому ми і спостерігаємо більше полярних сяйв і сонячних бур, а також турбулентну космічну погоду загалом. Це впливає на супутники в космосі, аж до технологічної інфраструктури на Землі.
Незважаючи на це, порівняно з іншими зірками, подібними до Сонця, найсильніші випромінювання від нашого Сонця в 10-100 разів слабші. Це відносно спокійне середовище може бути важливою передумовою для придатності Землі для життя. Не в останню чергу саме тому вчені хочуть зрозуміти, що саме зумовлює сонячну активність.
Відомо, що сонячна активність має багато закономірностей — як коротші, так і довші періодичні коливання, які варіюються від кількох сотень днів до кількох тисяч років. Але дослідники мають дуже різні способи пояснення основних фізичних механізмів.
Модель, розроблена командою під керівництвом Френка Стефані з Інституту гідродинаміки HZDR, розглядає планети як кардіостимулятори. Згідно з цим розумінням, приблизно кожні 11 років Венера, Земля та Юпітер фокусують свої об'єднані приливні сили на Сонці. За допомогою складного фізичного механізму щоразу вони трохи поштовхують внутрішній магнітний двигун Сонця. У поєднанні з розеткоподібним орбітальним рухом Сонця це призводить до перекриваюння періодичних коливань різної тривалості — саме так, як це спостерігається на Сонці.
«Усі виявлені сонячні цикли є логічним наслідком нашої моделі; її сила та внутрішня узгодженість справді вражають. Щоразу, коли ми вдосконалювали нашу модель, ми виявляли додаткові кореляції зі спостережуваними періодами», — каже Стефані. У опублікованій зараз роботі це QBO — квазідворіальне коливання — приблизно дворічне коливання різних аспектів сонячної активності. Особливістю тут є те, що в моделі Стефані QBO не тільки можна віднести до точного періоду, але й автоматично призводить до приглушеної сонячної активності .
Циклічні події
Дотепер дані про сонячну активність зазвичай свідчили про періоди квантового повстання від 1,5 до 1,8 років. У попередніх роботах деякі дослідники припускали зв'язок між КПВ та так званими подіями посилення наземного рівня. Це спорадичні явища, під час яких багаті енергією сонячні частинки викликають раптове збільшення космічного випромінювання на поверхні Землі.
«Дослідження, проведене у 2018 році, показує, що радіаційні події, виміряні поблизу землі, відбувалися частіше в позитивній фазі коливання з періодом 1,73 року. Всупереч звичайному припущенню, що ці виверження сонячних частинок є випадковими явищами, це спостереження вказує на фундаментальний, циклічний процес», — каже Стефані.
Ось чому він та його колеги ще раз переглянули хронологію. Вони виявили найбільшу кореляцію для періоду 1,724 року. «Це значення надзвичайно близьке до 1,723 року, яке зустрічається в нашій моделі як цілком природний цикл активності», — каже Стефані. «Ми припускаємо, що це QBO».
Хоча магнітне поле Сонця коливається між мінімумом і максимумом протягом 11 років, QBO накладає додаткову короткоперіодну закономірність на напруженість поля. Це загалом знижує напруженість поля, оскільки магнітне поле Сонця не зберігає своє максимальне значення так довго. Частотна діаграма показує два піки: один при максимальній напруженості поля, а інший, коли QBO змінює напрямок.
Цей ефект відомий як бімодальність сонячного магнітного поля. У моделі Стефані два піки призводять до зменшення середньої сили сонячного магнітного поля — логічний наслідок квантового полевого поля (QBO).
«Цей ефект настільки важливий, тому що Сонце найактивніше під час найвищої напруженості поля. Саме тоді відбуваються найінтенсивніші події, з величезними геомагнітними бурями, такими як подія Каррінгтона 1859 року, коли полярне сяйво можна було побачити навіть у Римі та Гавані, а висока напруга пошкодила телеграфні лінії».
«Однак, якщо магнітне поле Сонця залишається на нижчій напруженості поля протягом значно тривалішого періоду часу, це зменшує ймовірність дуже бурхливих подій», – пояснює Стефані.
Джерело phys.org
