И какое это имеет отношение к тому, что мой GPS шатается?
В ультрафиолетовом свете большая группа солнечных пятен видна как яркая область у горизонта. Яркий светящийся газ, обтекающий солнечные пятна, имеет температуру более 1,8 миллиона градусов по Фаренгейту. Считается, что высокие температуры связаны с быстро меняющимися петлями магнитного поля, направляющими солнечную плазму. НАСА/TRACE
Конечно, солнечный свет и тепло делают возможной жизнь на Земле, а его гравитация удерживает вместе всю нашу солнечную систему. Но наша ближайшая звезда остается удивительно загадочной.
Ученые до сих пор не знают, например, почему его магнитная активность колеблется в 11-летнем солнечном цикле. Или как мощные солнечные вспышки могут вывести из строя спутники, вывести из строя системы GPS и вывести из строя электрические сети здесь, на Земле.
Они знают, что солнечные пятна - эти беспорядочно расположенные темные пятна на поверхности Солнца - являются важной частью этой головоломки. В сентябре международная группа ученых впервые смогла показать, как магнитная активность в недрах Солнца приводит к образованию солнечных пятен. И это показало, как эта энергия позже высвобождается в струях плазмы и взрывах, явлениях, подобных мощным солнечным вспышкам.
Что такое солнечные пятна?
Солнечные пятна легко распознаются как крапинки на поверхности Солнца. С начала 20-го века ученым известно, что солнечные пятна на самом деле представляют собой пучки интенсивных силовых линий магнитного поля - линий, вдоль которых движутся силы магнита. Они могут быть такими же большими, как планеты.«Солнечные пятна - одна из самых важных частей Солнца», - говорит Шин Ториуми, ученый из Национальной астрономической обсерватории Японии.
Чтобы глубже изучить солнечные пятна и выяснить, как они работают, Ториуми и его коллеги объединили данные космического солнечного телескопа NAOJ Hinode, который наблюдает за поверхностью Солнца, с данными космического телескопа IRIS НАСА, наблюдающего за солнечной хромосферой. - этот загазованный средний слой его атмосферы. Используя наблюдения, полученные с двух телескопов, они использовали суперкомпьютер Pleiades НАСА для запуска численных моделей, имитирующих образование солнечных пятен. Результаты позволили ученым наблюдать невиданное ранее взаимодействие между двумя слоями Солнца.
Солнечный архипелаг
Как действуют солнечные пятна?
Объединенные наборы данных показали, как силовые линии магнитного поля внутри Солнца выходят на поверхность в виде небольших пучков, называемых порами. Когда две из этих пор приближаются друг к другу, они сжимают плазму между ними в длинную структуру, называемую световым мостом. В конце концов, по мере того, как сжатие продолжается, мосты сливаются в одно большое солнечное пятно.
Процесс разрыва и повторного соединения силовых линий магнитного поля вызывает сильные взрывы, из-за которых плазма выбрасывается в атмосферу. Магнитные поля также могут вызывать гораздо более сильные солнечные вспышки. Солнечные вспышки - это крупнейшие взрывы в Солнечной системе, и они настолько мощны, что могут фактически нарушить нашу технологическую инфраструктуру здесь, на Земле. Рентгеновские лучи вспышек могут мешать радиосвязи, УФ-излучение может создавать большее сопротивление спутникам на орбите, а радиоизлучение может фактически сделать GPS-измерения менее точными.
«Моделирование данных позволяет установить связь между слоями, которые вы можете наблюдать, и тем, что происходит под ними [внутри Солнца], - говорит Матиас Ремпель, физик, работающий с Солнцем из Высокогорной обсерватории Университетской корпорации. для атмосферных исследований.
Могут ли они предсказывать солнечные вспышки?
Ториуми говорит, что наблюдения за этими небольшими струями плазмы и взрывами - это шаг к лучшему пониманию разрушительных солнечных вспышек. «Основы физики те же, - говорит он. Поскольку и то, и другое вызвано солнечными пятнами, исследователи однажды смогут выяснить, как лучше защитить спутники и радиосвязь от воздействия солнечных вспышек. И да, ваш GPS тоже.
Следующая команда хочет лучше понять магнитное пересоединение, наблюдая силовые линии магнитного поля в хромосфере, что является ключевой миссией запланированного японского космического телескопа Solar-C.