Исследователи обнаружили доказательства того, что Солнце, как и Земля, может обладать вихревыми полярными вихрями. В отличие от тех, которые наблюдаются на других планетах нашей солнечной системы, эти солнечные вихри образуются под воздействием сильных магнитных полей.
Результаты, опубликованные 11 ноября в трудах Национальной академии наук, улучшают понимание магнитного поведения Солнца и помогают улучшить прогнозы, касающиеся солнечных циклов и космической погоды.
Полярные вихри определяются как вращающиеся столбы воздуха, хорошо задокументированные на Земле и других небесных телах. На Земле они влияют на климатические условия, удерживая холодный воздух вблизи полюсов и позволяя ему продвигаться к более низким широтам только тогда, когда вихри ослабевают.
Маусуми Дикпати, ведущий автор исследования и физик атмосферы в Национальном центре атмосферных исследований США, отмечает, что этот феномен был зафиксирован на Юпитере, где миссия Juno NASA запечатлела изображения восьми плотно расположенных полярных вихрей на северном полюсе и пяти на южном полюсе. Космический аппарат Cassini также выявил шестиугольный вихрь на северном полюсе Сатурна.
Дикпати утверждает: «Хотя полярные вихри распространены среди небесных тел, Солнце обладает уникальной средой из плазмы и сильных магнитных полей, что отличает его от других».
Несмотря на это революционное открытие, прямое наблюдение полюсов Солнца еще не произошло. Текущие исследования полагаются на сложные компьютерные симуляции для понимания возможных процессов в этих загадочных областях.
Исследовательская группа использовала симуляции, чтобы выявить возможный шаблон солнечных полярных вихрей, предоставляя критически важные сведения о том, как магнитное поле Солнца влияет на его структуру. «Никто не может с уверенностью сказать, что происходит на полюсах Солнца, но это новое исследование дает нам захватывающий взгляд на то, что мы можем найти», - отметила Дикпати.
В симуляциях образуется кольцо полярных вихрей вокруг 55 градусов широты — что примерно соответствует Северному полярному кругу на Земле — по мере того, как Солнце приближается к своей максимальной солнечной активности, точке в солнечном цикле, где меняются его магнитные полюса.
Во время этого «потока к полюсам» магнитные поля с противоположной полярностью движутся к полюсам Солнца, взаимодействуя с кольцом вихрей и перестраивая его. На пике солнечного цикла это кольцо сужается, оставляя несколько вихрей вблизи полюсов, которые затем исчезают и появляются снова в следующем цикле.
Дикпати считает, что это открытие предоставляет новые перспективы, которые могут помочь определить оптимальное время для будущих солнечных миссий. Она указывает на то, что полярные вихри видны только на определенных этапах солнечного цикла, что делает время наблюдений критически важным.
Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в изучении Солнца и прокладывает путь к пониманию основных вопросов, связанных с солнечной магнитной активностью и ее циклами.
В рамках таких миссий, как солнечный зонд Solar Orbiter, совместный проект NASA и Европейского космического агентства, ученые надеются следить за полюсами Солнца и проверить модели, предсказывающие полярные вихри.
Такие миссии могут предоставить возможность подтвердить существование полярных вихрей и связать солнечную магнитную активность с более широкими явлениями, такими как космическая погода, которая может повлиять на Землю, согласно пресс-релизу Национального центра атмосферных исследований США.
Результаты подчеркивают необходимость многоточечных наблюдений за Солнцем, что позволяет ученым проверять свои гипотезы и уточнять прогнозы о поведении Солнца.