Российские ученые доказали, что асимметрия между глобальными внутренними движениями в северном и южном полушариях Солнца связана с аномалиями его магнитного поля. Исследование открывает новые аспекты значимости асимметрии магнитного поля Солнца для предсказания его аномальной активности. Статья опубликована в журнале Solar Physics.
Магнитное поле Солнца сильно влияет на погоду Земли, поэтому предсказание магнитных солнечных бурь важно для авиации, наземных технических систем и космических полетов. Возникновение магнитного поля Солнца объясняется механизмом динамо в зоне конвекции Солнца, где перенос энергии из внутренних районов во внешние происходит за счет активного перемешивания вещества. Теория динамо объясняет циклы солнечной магнитной активности, которые наблюдаются по изменениям количества и положения пятен на Солнце. На работу механизма динамо влияет крупномасштабное меридиональное течение в конвективной зоне. Меридиональный поток можно представить в виде двух гигантских ячеек в каждом полушарии, в которых происходит вращение вещества. Вблизи поверхности Солнца движение направлено от экватора к полюсам, а в глубине зоны конвекции наоборот. На самом деле меридиональный поток устроен сложнее — единое движение может складываться из ячеек меньшего размера.
Чтобы описать систему связанных между собой ячеек, ученые из Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН и ВШЭ использовали модель Курамото. Она описывает синхронизацию колебаний систем, состоящих из нескольких связанных ячеек. Ранее авторы изучали крупномасштабную эволюцию меридиональных потоков Солнца при помощи системы двух связанных ячеек. В новой работе они рассмотрели систему из четырех ячеек, более достоверно отражающую сложную структуру потоков. Ученым удалось описать изменения интенсивности циркуляции плазмы в Солнце на различных широтах. Они связали асимметрию магнитных полей, наблюдавшуюся в солнечных циклах, с асимметрией меридиональных потоков в северном и южном полушариях.
Предполагалось, что каждая из ячеек может быть связана только с одной другой ячейкой. Таким образом, система из четырех ячеек представляет собой структуру или в виде цепи, или в виде кольца. Решение уравнений Курамото и изучение параметров колебаний каждой из ячеек позволило определить, при каких условиях они находятся в синхронизированном состоянии и участвуют в крупномасштабных переносах потоков плазмы как единое целое. Исследование показывает, что асимметрия между меридиональными колебаниями в северном и южном полушариях Солнца проявляется на протяжении длительных промежутков времени и может быть связана с аномалиями магнитного поля.
По мнению ученых, в модели солнечного динамо роль меридионального потока в возникновении аномальной солнечной активности изучена недостаточно, и их изучению в будущем необходимо уделить больше внимания.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
