5K
Активность Солнца определяется его магнитным полем, за которое ответственны омега- и альфа-эффекты. Где именно и как возникает альфа-эффект в настоящее время неизвестно. Однако, в новой работе, представленной в журнале Solar Physics, ученые из Научно-исследовательского центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (Германия) выдвигают новую неожиданную теорию. Их расчеты показывают, что приливные силы Венеры, Земли и Юпитера могут непосредственно влиять на активность нашей звезды.
Многие вопросы, касающиеся магнитного поля Солнца, до сих пор остаются без ответа. «Как и на Земле, мы имеем дело с динамо. Через процесс самовозбуждения магнитное поле создается практически с нуля в результате сложного движения токопроводящей плазмы, служащей в качестве источника энергии», – говорит Франк Стефани, физик из центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф.
Так называемое альфа-омега динамо Солнца подвергнуто регулярному циклу. Примерно каждые одиннадцать лет полярность магнитного поля меняется, приводя к обострению солнечной активности. Это проявляется в увеличении солнечных пятен.
«Интересно, что каждые 11,07 лет Солнце, Венера, Земля и Юпитер выравниваются. Мы спросили себя, случайно ли совпадение солнечного цикла с оппозицией трех планет?» – продолжает Франк Стефани.
И хотя вопрос отнюдь не новый, ранее ученым не удавалось выявить правдоподобный физический процесс, при котором слабые приливные силы Венеры, Земли и Юпитера могли бы повлиять на динамо нашего светила.Резонанс.
«Если вы будете толкать качели даже с небольшими силой, они со временем будут раскачиваться все сильнее и сильнее. Импульс для альфа-колебания практически не требует энергии, а планетарные приливные силы могут выступать необходимыми толчками для альфа-качелей», – говорит Франк Стефани, показавший в своих расчетах, что альфа-эффект подвержен колебаниям при определенных условиях. Так называемая неустойчивость Тейлора играет решающую роль для резонанса солнечного динамо. Она возникает всегда, когда достаточно сильный ток течет через токопроводящую жидкость или плазму.
В целом понятно, что солнечное динамо опирается на взаимодействие двух индукционных механизмов. В значительной степени бесспорным является влияние омега-эффекта, который берет свое начало в тахоклине, узкой полосе между лучистой и конвективной зонами. В тахоклине разные, дифференциально вращающиеся зоны сходятся, порождая так называемое тороидальное магнитное поле в виде двух поясов, расположенных к северу и югу от солнечного экватора.
Новый взгляд на солнечное динамо.
Существует значительная неясность в отношении положения и причины альфа-эффекта, который использует тороидальные поля для создания полоидального поля вдоль линий долготы звезды. Согласно распространенной теории, альфа-эффект берет свое начало вблизи солнечных пятен на поверхности светила. Однако, дрезденские ученые выбрали альтернативной подход, который связывает альфа-эффект с неустойчивостью Тейлора, возникающей из-за сильного тороидального поля в тахоклине. «В сущности, мы можем найти альфа-эффект в тахоклине», – пояснил Франк Стефани.
Исходя из этого ученые определили, что даже очень малых сил достаточно, чтобы инициировать колебания альфа-эффекта и, следовательно, разворот полей. «Наши расчеты показали, что планетарные приливные силы действуют как внешний толчок. Колебания альфа-эффекта, которые срабатывают примерно каждые одиннадцать лет, могут привести к переполюсовке солнечного магнитного поля и, в конечном счете, диктуют 22-летний цикл солнечного динамо», – заключил Франк Стефани.