Уточнена структура тахоклина Солнца на основе гелиосейсмологического анализа длительных серий данных

Международная группа исследователей добилась самого точного на сегодняшний день измерения тахоклина — критически тонкого слоя во внутренней структуре Солнца, который играет ключевую роль в генерации его магнитного поля и, как следствие, в формировании космической погоды. Это фундаментальное достижение, опубликованное в «The Astrophysical Journal», стало результатом анализа непрерывных гелиосейсмологических данных, охватывающих более двадцати пяти лет наблюдений, включая полные солнечные циклы 23, 24 и восходящую фазу цикла 25.

Тахоклин расположен на глубине около 200 000 километров от видимой поверхности Солнца, в области, где температура приближается к двум миллионам градусов Цельсия. Этот слой представляет собой зону резкого перехода между дифференциальным вращением внешней конвективной зоны и почти однородным вращением внутренней радиационной зоны. Исследователи, среди которых Антонио Эфф-Дарвич из Университета Ла-Лагуна (ULL) и Института астрофизики Канарских островов (IAC), а также Сильвен Г. Корзенник из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики, использовали гелиосейсмологию — метод изучения акустических волн звезды — для детального картирования этой структуры.

Высокая точность измерения была достигнута за счет синергии данных, полученных с трех ключевых международных инструментов: наземной сети GONG, прибора MDI на борту спутника ESA/NASA SOHO и инструмента HMI на аппарате SDO. Анализ показал, что характеристики тахоклина — его положение, ширина и величина «скачка» скорости вращения — демонстрируют вариации в зависимости от широты и времени. Полученные долгосрочные данные выявили существенный разрыв в положении тахоклина между низкими и высокими широтами, что указывает на более сложную внутреннюю структуру Солнца, чем предполагалось ранее.

Актуальность этих открытий для земных систем высока, поскольку магнитные поля, зарождающиеся в тахоклине, являются источником мощных явлений, таких как солнечные вспышки и корональные выбросы массы (КВМ), способных нарушать работу наземных энергетических систем и спутниковой инфраструктуры. Точное определение структуры тахоклина, питающего «солнечное динамо», является необходимым условием для надежного прогнозирования космической погоды. Исследователи отметили, что методологический успех подчеркивает мощь гелиосейсмологии как диагностического инструмента для изучения звездных недр.

Обнаружение латеральных неоднородностей в структуре тахоклина требует пересмотра существующих теоретических моделей, объясняющих динамику солнечного динамо. Исследователи применили независимую методологию обработки временных рядов различной длины для повышения точности, что обеспечило статистическую устойчивость выводов, несмотря на то, что данные HMI использовались на предварительной основе.