Даже в периоды минимальной активности Солнце продолжает меняться изнутри. К такому выводу пришли астрономы, проанализировав многолетние наблюдения за внутренними колебаниями нашей звезды. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Солнце проходит через регулярный цикл активности продолжительностью около 11 лет. В его ходе количество солнечных пятен, вспышек и корональных выбросов массы сначала увеличивается, достигая максимума, а затем уменьшается. В фазе минимума активность звезды выглядит относительно спокойной. Однако новое исследование показало, что даже эти «тихие» периоды не одинаковы.
«Впервые нам удалось количественно показать, как внутренняя структура Солнца меняется от одного минимума солнечного цикла к другому», — рассказал астроном Билл Чаплин из Бирмингемского университета.
Ученые использовали данные сети телескопов Birmingham Solar-Oscillations Network (BiSON), которая наблюдает за Солнцем уже несколько десятилетий. Эта сеть позволяет фиксировать слабые колебания на поверхности звезды, вызванные звуковыми волнами внутри солнечной плазмы.
Такие волны распространяются внутри Солнца и отражаются от разных слоев его недр. По их свойствам ученые могут судить о температуре, давлении и других характеристиках внутренних областей. Этот метод называют гелиосейсмологией — по аналогии с тем, как сейсмические волны помогают изучать строение Земли.
Исследователи проанализировали четыре солнечных минимума — в 1985, 1996, 2008–2009 и 2018–2019 годах, то есть на границах между солнечными циклами с 21-го по 25-й.
Особое внимание привлек минимум 2008–2009 годов — один из самых продолжительных и спокойных за все время наблюдений. Именно в этот период ученые обнаружили наиболее заметные изменения внутри Солнца.
Например, в наружных слоях звезды увеличилась скорость распространения звука. Это может означать, что давление газа там было выше, температура немного повышалась, а магнитные поля в некоторых областях ослабевали.
Также ученые обнаружили изменения в так называемом «гелиевом сигнале» — характерном следе в данных, который возникает в слое под поверхностью Солнца, где атомы гелия теряют электроны и переходят в ионизированное состояние.
По словам авторов работы, подобные изменения могут влиять на то, как будет развиваться следующий цикл солнечной активности. Например, после необычно спокойного минимума 2008–2009 годов последующий цикл оказался одним из самых слабых за последние десятилетия.
Исследователи отмечают, что прогнозировать активность Солнца по-прежнему очень сложно. Главная причина в том, что процессы, управляющие солнечным циклом, происходят глубоко внутри звезды и напрямую наблюдать их невозможно.
Ранее физики вычислили срок существования развитых цивилизаций.