Взаимодействие и нестабильность вытянутых зон магнитного поля Солнца определяют квазипериодическую изменчивость солнечной активности
The solar magnetic activity band interaction and instabilities that shape quasi-periodic variability. Scott W. McIntosh, Robert J. Leamon, Larisza D. Krista, et al. Nature Communications. 2015. No 6:6491 | DOI: 10.1038/ncomms7491.
Последние 400 лет наблюдений за Солнцем свидетельствуют о том, что существуют 11-летние циклы роста и снижения солнечной активности. Главным показателем уровня активности Солнца считается количество солнечных пятен - сравнительно темных и холодных областей, которые образуются там, где на «поверхность» звезды выходят «трубки» очень мощного магнитного поля. Пятна появляется чаще при максимумах активности, и значительно реже - при спокойном Солнце. Также в период роста активности на Солнце значительно чаще происходят вспышки, появляются «корональные дыры» (области с повышенной скоростью солнечного ветра) и выбросы плазмы, которые становятся причиной магнитных бурь на Земле. Авторы выяснили, что Солнце активизируется и затихает каждые 11 лет не в результате процессов, происходящих в его недрах, а благодаря сложным изменениям внешнего магнитного поля звезды. Зоны интенсивной активности возникают независимым образом на северном и южном полушарии Солнца, причем активность нарастает 11 месяцев, а в следующие 11 месяцев снижается. Больше всего это явления напоминает сезонность Земли, где одно время года сменяет другое. Открытие позволяет объяснить феномен так называемого «разрыва Гневышева». Мстислав Гневышев еще в 1940-х годах писал о двух пиках солнечной активности во время одиннадцатилетнего цикла. Второй пик, по всей видимости, вызывают именно сезонные возмущения на полушариях звезды. Авторы проанализировали активность Солнца во время последнего цикла и проследили за изменениями в конфигурации и силе его магнитного поля. При изучении данных, собранных солнечными обсерваториями НАСА, обнаружились необычные вытянутые зоны магнитного поля над поверхностью Солнца, которые авторы назвали «ленты магнитной активности» (magnetic activity bands). Они возникали у полюсов и затем мигрировали от полюсов к экватору, где встречались и поглощали друг друга. Как выяснилось, этот процесс порождает отдельный, неизвестный ранее, двухлетний цикл колебаний в активности Солнца, который накладывается на классические 11-летние периоды активности и спокойствия звезды. Когда пики активности совпадают, корона, верхний слой атмосферы Солнца, дестабилизируется, что порождает мощнейшие солнечные вспышки и выбросы плазмы. По мнению авторов, этот процесс объясняет существование 95% всех вспышек и магнитных бурь на Солнце. Двухлетние циклические явления вызываются выходом кольцеобразных «зон» магнитных полей на поверхность Солнца сквозь тахоклин - тонкую границу между конвективной и радиационной зоной. В ближайшее время авторы планируют создать компьютерную модель Солнца, которая бы учитывала существование «двойных» циклов активности и позволяла предсказывать наступление периодов солнечных бурь. Исследователи надеются, что их открытие улучшит качество прогнозов геомагнитных бурь на Земле, которые приводят к нарушениям связи, сбоях в системах навигации космических кораблей и даже - к авариям в энергетических системах. Обеспечить такие прогнозы могла бы группировка специальных спутников на околосолнечной орбите.
В.В. Стрекопытов