Солнцем управляет строгий ритм. Магнитная активность Солнца демонстрирует циклические изменения, достигая максимума примерно каждые одиннадцать лет. Темп этому ритму задают две гигантские плазменные циркуляции — по одной в каждом полушарии звезды. Вблизи поверхности потоки плазмы переносят силовые линии магнитного поля от экватора к полюсам; в недрах Солнца плазма течет обратно к экватору, образуя охватывающий все полушарие круговорот.
Важные детали этого «магнитного конвейера» все еще плохо изучены. Вероятно, ключевую роль играют точные процессы на полюсах Солнца. С Земли мы видим их вскользь, под углом; у большинства космических аппаратов схожие ограничения.
«Для понимания магнитного цикла Солнца нам не хватает знаний о том, что происходит на его полюсах. Solar Orbiter может предоставить этот недостающий элемент пазла», — говорит Сами Соланки, директор Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка (MPS).
С февраля 2020-го этот аппарат Европейского космического агентства движется по вытянутым эллипсам вокруг нашей звезды. В марте этого года он впервые покинул плоскость, в которой планеты и почти все остальные космические зонды обращаются вокруг Солнца. С наклоненной на 17 градусов орбиты Solar Orbiter теперь имеет лучший обзор полярных областей светила.
В новом исследовании в The Astrophysical Journal Letters проанализированы показания поляриметрического и гелиосейсмического прибора (PHI) и камеры для наблюдений в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUI) на борту Solar Orbiter. Данные PHI относятся к 21 марта этого года; данные EUI охватывают период с 16 по 24 марта. Эти измерения предоставляют информацию о направлении потоков плазмы и магнитном поле на поверхности Солнца.
Полученные сведения впервые раскрывают уточненную картину супергрануляции и магнитной сети Солнца на южном полюсе. Супергранулы — это ячейки горячей плазмы размером примерно в два-три раза больше Земли, которые плотно покрывают поверхность Солнца. Их горизонтальные поверхностные потоки «смывают» силовые линии магнитного поля к своим краям, создавая магнитную сеть — паутину сильных магнитных полей.
К своему удивлению, исследователи заметили, что магнитное поле дрейфует в направлении полюсов со средней скоростью приблизительно 10–20 метров в секунду — почти так же быстро, как и в более низких широтах. Предыдущие исследования, основанные на наблюдениях с плоскости эклиптики, показывали, что дрейф магнитного поля ближе к полюсам намного медленнее. Движение супергранул дает важные подсказки о глобальной циркуляции плазмы и магнитного поля на Солнце.
«Супергранулы на полюсах действуют как своего рода трассеры. Они впервые делают видимой полярную компоненту глобальной одиннадцатилетней циркуляции Солнца», — отмечает руководитель исследовательской группы в MPS Лакшми Прадип Читта, первый автор исследования.
Пока остается неясным, действительно ли «магнитный конвейер» светила не замедляется у полюсов. Полученные данные охватывают лишь краткий период всего солнечного цикла. Необходимы дальнейшие, более продолжительные наблюдения.
Зонд Solar Orbiter сделал снимок Солнца с беспрецедентным разрешением
Найдены признаки старения Солнца
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram