Зонд Solar Orbiter Европейского Космического Агентства (ESA) предоставил первые близкие наблюдения магнитного поля в районе южного полюса Солнца. Композитное изображение, собранное из восьми дней наблюдений в марте, демонстрирует яркие дуги, охватывающие полярную область. Это светящиеся следы магнитных структур, которые движутся к краю Солнца с неожиданно высокими скоростями. Анализ показывает, что магнитное поле смещается к полюсам значительно быстрее, чем предсказывали существующие модели.
Магнитная активность Солнца подчиняется примерно 11-летнему циклу, в течение которого магнитные поля закручиваются, меняют полярность и формируются заново. Этот цикл определяет появление солнечных пятен, вспышек и мощных выбросов, способных воздействовать на околоземное пространство. В основе цикла лежит глобальная циркуляция плазмы — у поверхности плазменные потоки несут магнитные линии от экватора к полюсам, а в глубине Солнца — обратно к экватору. Полярные области играют в этом процессе ключевую роль, но до сих пор оставались почти недоступными для прямых наблюдений.
С Земли полюса Солнца видны лишь с ребра, а большинство аппаратов ранее двигались по орбитам, близким к плоскости солнечного экватора. Переломным моментом стал март 2025 года, когда Solar Orbiter наклонил орбиту на 17 градусов, что впервые обеспечило прямой обзор района южного полюса. Это позволило астрономам проследить структуру и динамику магнитного поля там, где формируется важная часть солнечного цикла.
В новой работе команда под руководством Лакшми Прадипа Читты (Lakshmi Pradeep Chitta) из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы использовала данные двух ключевых инструментов Solar Orbiter: Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) и Extreme Ultraviolet Imager (EUI). PHI измеряет магнитные поля и движения на поверхности, EUI регистрирует излучение горячей плазмы в экстремальном ультрафиолете. Вместе они позволяют отслеживать, как связаны плазма и магнитные структуры. Особое внимание было уделено хромосфере — слою атмосферы Солнца над видимой поверхностью, где магнитная сеть проявляется в виде вытянутых ярких дуг.
Учёные показали, что супергранулы — гигантские ячейки конвекции, представляющие собой пузырьки кипящей плазмы размером в две–три Земли, — переносят магнитные поля к полюсам со скоростями 32–72 км/ч. Это почти так же быстро, как аналогичные потоки в низких широтах, и заметно быстрее, чем предсказывали теоретические модели.
«Супергранулы на полюсах действуют как своего рода трассирующее вещество», — отметил Читта. По их движениям авторы работы впервые напрямую увидели полярную составляющую глобальной одиннадцатилетней циркуляции Солнца. Соавтор статьи, директор Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы Сами Соланки (Sami Solanki) подчеркнул: «Solar Orbiter теперь может предоставить недостающее звено в этой головоломке».
Авторы описывают результаты как начало «новой эры» изучения солнечных полюсов. Наблюдения Solar Orbiter предоставляют отсутствующие данные о работе магнитного двигателя, который управляет солнечным циклом и формирует магнитное поле, влияющее на всю Солнечную систему. Понимание скорости и структуры переноса магнитного поля к полюсам позволит точнее описывать эволюцию солнечного цикла и в перспективе улучшать прогнозы солнечной активности и связанных с ней космических погодных явлений.