Солнце приближается к значительному событию: инверсии своего магнитного поля, явлению, которое происходит примерно каждые 11 лет. Это событие отмечает важную фазу в солнечном цикле, указывая на то, что Солнце находится на полпути между солнечным максимумом, когда активность достигает пика, и началом солнечного минимума. Последняя магнитная инверсия произошла в конце 2013 года.
Этот процесс вызывает вопросы о причинах изменений полярности и их потенциальных последствиях для Земли. Хотя инверсия солнечного магнитного поля не представляет непосредственной угрозы, понимание этого явления может дать представление о солнечном поведении и его влиянии на окружающее пространство.
Солнечный цикл, который длится около 11 лет, обусловлен магнитным полем Солнца и измеряется по интенсивности и частоте солнечных пятен, появляющихся на его поверхности. Ожидается, что следующий солнечный максимум произойдет между концом 2024 и началом 2026 года.
Кроме того, существует менее известный цикл, называемый циклом Хейла, который охватывает два солнечных цикла и длится примерно 22 года. Этот цикл отвечает за инверсию магнитного поля, когда полярность Солнца меняется и в конечном итоге возвращается в свое первоначальное состояние, как объясняет солнечный астрофизик Райан Френч.
Во время солнечного минимума магнитное поле Солнца ведет себя как диполь, напоминающий магнитное поле Земли. По мере приближения Солнца к солнечному максимуму это поле становится более сложным, и четкое разделение между северным и южным полюсами уменьшается. После достижения солнечного максимума Солнце возвращается к дипольной конфигурации, но с инверсированной полярностью.
Солнечные пятна, области интенсивной магнитной активности на солнечной поверхности, являются движущей силой инверсии магнитного поля. Эти пятна могут вызывать значимые солнечные события, такие как солнечные вспышки и корональные выбросы массы (CME), которые представляют собой огромные взрывы плазмы и магнитных полей.
Солнечные пятна, находящиеся близко к солнечному экватору, обычно имеют магнитную ориентацию, совместимую с предыдущим магнитным полем, тогда как пятна, находящиеся ближе к солнечным полюсам, следуют магнитной ориентации, предшествующей инверсии, явлению, известному как закон Хейла.
Инверсия магнитного поля не происходит мгновенно; это постепенный процесс, который может занять от одного до двух лет для завершения, хотя между циклами существуют значительные вариации. Например, инверсия северного полярного поля в солнечном цикле 24, который завершился в 2019 году, заняла почти пять лет.
Хотя инверсия солнечного магнитного поля не представляет собой немедленную угрозу для Земли, она имеет интересные последствия, особенно в отношении космической погоды. Во время солнечного максимума, когда магнитное поле наиболее сложно, космическая погода, как правило, более интенсивна, с более частыми солнечными вспышками и CME. Это может привести к геомагнитным бурям на Земле, что, в свою очередь, создает впечатляющие явления северного и южного сияний.
Одним из положительных эффектов инверсии солнечного магнитного поля является улучшение защиты Земли от галактических космических лучей — высокоэнергетических субатомных частиц, которые движутся почти со скоростью света и могут повредить космические аппараты и представлять опасность для астронавтов за пределами защитной атмосферы Земли.
По мере изменения магнитного поля Солнца токовая оболочка, слой, который простирается на миллиарды километров от солнечного экватора, становится более волнистой, обеспечивая более эффективный барьер против этих космических лучей.
Ученые внимательно следят за инверсией магнитного поля Солнца и продолжительностью этого процесса. Если магнитное поле быстро вернется в дипольное состояние, следующий солнечный цикл может быть более активным. Однако если переход будет более медленным, следующий солнечный цикл может оказаться слабее, как это произошло в солнечном цикле 24. Постоянное наблюдение за этим явлением даст дополнительные подсказки о солнечной активности в ближайшие годы.
Инверсия солнечного магнитного поля — это естественное явление, вызывающее интерес к тому, как оно может повлиять на нашу космическую погоду и условия в Солнечной системе.