Вперше в історії науковці зазирнули всередину Сонця на глибину 200 тисяч кілометрів

Фізики вперше отримали одні з найчіткіших доказів того, де саме всередині Сонця працює його магнітний “двигун”. Нове дослідження показало, що джерело 11-річного сонячного циклу, який перевертає магнітне поле зорі, розташоване приблизно за 200 тисяч кілометрів під поверхнею — поблизу шару, відомого як тахокліна. Саме там формуються процеси, що згодом проявляються на поверхні у вигляді плям і спалахів.

Роботу виконала команда New Jer­sey Insti­tute of Tech­nol­o­gy. Результати опубліковані в Sci­en­tif­ic Reports. Вчені проаналізували майже три десятиліття даних із трьох джерел: інструмента Michel­son Doppler Imager на борту SOHO, Helio­seis­mic and Mag­net­ic Imager на Solar Dynam­ics Obser­va­to­ry та наземної мережі GONG. Ці системи з 1990‑х років фіксують звукові хвилі, що виникають унаслідок турбулентного руху плазми всередині Сонця.

Завдяки геліосейсмології дослідники змогли зазирнути під поверхню зорі. Аналіз мільярдів вимірювань показав, що в глибоких шарах існують смуги швидшого і повільнішого обертання, які утворюють “метеликоподібний” малюнок. Ця схема виявилася дуже схожою на міграцію сонячних плям, які спершу виникають на середніх широтах, а з часом зміщуються до екватора.

Схема внутрішньої будови Сонця та його зовнішньої атмосфери, на якій зображено ядро, радіаційну та конвекційну зони — розділені тахокліною — а також поверхневі утворення, такі як сонячні плями, спалахи, хромосфера та корона. Джерело: NASA

Ключовим шаром стала тахокліна — тонка межа між зовнішньою конвективною зоною та стабільнішою радіативною областю. Саме тут швидкість обертання Сонця різко змінюється, створюючи потужні зсувні потоки. На думку авторів, вони й живлять сонячне динамо, тобто механізм генерації магнітного поля. Смуги обертання, що виникають поблизу тахокліни, можуть підійматися до поверхні протягом кількох років.

Розділене зображення, отримане космічною місією NASA SDO/AIA на каналі 171 A, на якому показано Сонце в період сонячного мінімуму (ліворуч, 7 грудня 2019 року, початок поточного 25-го сонячного циклу) та в період циклічного максимуму (праворуч, 8 березня 2026 року). Джерело: NASA

Для науки це відкриття має фундаментальне значення. Краще розуміння того, де і як формується магнітне поле Сонця, допоможе вдосконалити моделі прогнозування космічної погоди. Потужні сонячні спалахи й корональні викиди маси здатні впливати на супутники, зв’язок, навігацію та енергосистеми на Землі. Автори підкреслюють, що їхній результат ще не дає точного прогнозу майбутніх циклів, але показує: для цього потрібно враховувати не лише поверхневі шари, а всю конвективну зону, особливо тахокліну.