Команда дослідників з Каліфорнійського університету в Санта-Круз (UC Santa Cruz) у вересні 2025 року представила новаторські самоузгоджені моделі внутрішньої будови Сонця. Ці моделі детально описують динаміку, що призводить до формування тахокліни – критично важливого шару, який відіграє ключову роль у магнітних властивостях нашого світила.
Дослідження, проведене в рамках Центру наукових досліджень COFFIES (Consequences Of Fields and Flows in the Interior and Exterior of the Sun), що фінансується NASA, проливає нове світло на процеси, що керують сонячним диномо. Тахоклін, розташований на межі між радіаційною та конвективною зонами Сонця, вважається рушійною силою таких явищ, як сонячні спалахи та корональні викиди маси. Ці події мають значний вплив на Землю, потенційно порушуючи роботу енергетичних мереж та супутникового зв'язку. Точне моделювання цього шару є життєво важливим для прогнозування сонячної активності, яка може впливати на наше повсякденне життя.
Використовуючи потужний суперкомп'ютер NASA "Pleiades", команда UC Santa Cruz змогла спонтанно відтворити тахоклін у своїх симуляціях без явного програмування цієї структури. Це досягнення стало значним кроком уперед у розумінні механізмів генерації магнітного поля Сонця. Провідний автор дослідження Лорен Матильскі зазначив: "Ми багато дізнаємося про динаміку нашого Сонця, і в процесі цього, я думаю, ми також дізнаємося, як це працює на інших зірках". Це підкреслює важливість вивчення тахокліни для розуміння магнітних властивостей інших зірок та оцінки придатності екзопланет для життя.
Історично, розуміння внутрішньої структури Сонця базувалося на геліосейсмології, яка виявила існування тахокліни як тонкого динамічного шару. Однак, точні причини його формування залишалися складною математичною загадкою. Дослідження UC Santa Cruz, опубліковане в The Astrophysical Journal Letters, вперше демонструє самоузгоджені моделі, які природно відтворюють тахоклін. Це свідчить про те, що магнітне поле, яке генерується сонячним диномо, може відігравати ключову роль у підтримці вузької структури тахокліни, що раніше вважалося малоймовірним.
Ця робота не тільки поглиблює наше розуміння сонячної фізики, але й має ширші наслідки для астрофізики. Вивчення тахокліни та сонячного диномо може допомогти розгадати таємниці магнітних полів інших зірок, що є критично важливим для пошуку потенційно населених екзопланет. Дослідження, проведене в рамках проєкту COFFIES, об'єднує зусилля багатьох установ для кращого розуміння сонячного диномо, яке є фізичним процесом, що створює магнітні поля Сонця.
Додаткові дослідження, проведені в рамках проєкту COFFIES, підкреслюють складність моделювання сонячної активності. Навіть найпотужніші суперкомп'ютери не можуть повністю охопити весь діапазон часових та просторових масштабів, що присутні на Сонці. Це свідчить про необхідність подальшого розвитку моделей та методів дослідження для точного прогнозування космічної погоди, яка безпосередньо впливає на Землю. Зокрема, сонячні спалахи та корональні викиди маси можуть спричиняти радіозатемнення, збої в роботі супутників та навіть перебої в електропостачанні, як це сталося у Квебеку, Канада, у 1989 році. Таким чином, робота команди UC Santa Cruz є значним внеском у галузь сонячної фізики, надаючи більш точну модель внутрішньої динаміки Сонця та покращуючи нашу здатність прогнозувати сонячну активність, що впливає на Землю. Це дослідження відкриває нові перспективи для розуміння не тільки нашого Сонця, але й інших зірок у Всесвіті.