Глубинные изменения внутри Солнца указывают на новый тип активности звезды
Солнце переживает долгосрочные изменения, которые были выявлены международной группой исследователей под руководством Бирмингемского университета. Ученые обнаружили сильное сжатие в четырех последних циклах солнечной активности, что может означать переход нашей звезды в иной режим поведения.
Согласно новому исследованию, опубликованному в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, солнечная магнитная активность в настоящее время вынуждена удерживаться в тонком слое, расположенном прямо под поверхностью Солнца. Это знаменует собой серьезное изменение активного биоритма нашей звезды. Одиннадцатилетние циклы активности Солнца варьируются от низкого уровня до бурных периодов, во время которых происходят взрывные события, такие как выбросы заряженных частиц и корональные выбросы массы, являющиеся основными причинами опасной космической погоды.
Под солнечной поверхностью процессы генерируют магнитное поле Солнца, которое управляет солнечными циклами, а те, в свою очередь, формируют космическую погоду. Космическая погода может быть чрезвычайно опасной для электронной и коммуникационной инфраструктуры, на которую полагается человечество, включая системы GPS и электросети. Поскольку зависимость от этой инфраструктуры растет, точное прогнозирование космической погоды становится все более важной задачей.
До сих пор ученые в основном использовали внешние маркеры, такие как солнечные пятна, для отслеживания активности Солнца, однако большая часть того, что движет Солнцем, происходит под его поверхностью. Чтобы заглянуть под солнечную оболочку, исследователи применили метод гелиосейсмологии, который позволяет им «слышать» небольшие звуковые волны из недр Солнца. Эти волны раскрывают едва заметные изменения под поверхностью, давая совершенно иное понимание последних солнечных циклов по сравнению с тем, что можно было наблюдать по внешним маркерам.
Исследование опиралось на почти сорок лет гелиосейсмических данных, собранных сетью Бирмингемского солнечного колебательного консорциума (BiSON), в которую входят шесть телескопов, расположенных по всему миру. В итоге у ученых накопилось достаточно исторических данных о внутренних процессах на Солнце, чтобы провести длительное исследование того, как эти процессы менялись с течением времени.
При анализе этих данных международная команда выявила медленный, но растущий сдвиг в структуре солнечных недр, происходящий на протяжении нескольких циклов. Ведущий автор исследования профессор Билл Чаплин из Бирмингемского университета пояснил, что у Солнца есть собственный «активный биоритм», создающий растущую и спадающую магнитную активность, которая формирует космическую погоду, однако традиционные поверхностные измерения не дают полной картины. Солнце, возможно, входит в иной режим поведения, который разворачивается в течение десятилетий. Чаплин добавил, что ученые обнаружили свидетельства систематических изменений цикла солнечной активности, и, что самое важное, с каждым циклом магнитная активность становится все более ограниченной вблизи поверхности. Это первое подобное открытие, которое было бы невозможным без долгих наблюдений BiSON.
С 1987 по 2025 год, в течение 22–25 циклов, сдвиги в p-модовых колебаниях, вызванные магнитной активностью, выявили внутренние изменения на Солнце. Команда определила три разные группы колебаний, отмеченные полосами низких, средних и высоких частот, каждая из которых проникает на разную глубину под солнечную поверхность. Начиная с 23-го цикла частоты колебаний и внешние маркеры показывают очень разные картины, что указывает на серьезные изменения во внутренних процессах Солнца. Со временем все больше изменений происходит вблизи поверхности, на глубине менее 1000 километров. В последнем, 25-м цикле гелиосейсмические данные дают гораздо более сильные указания на эту активность, чем поверхностные маркеры.
По мнению исследователей, ослабление магнитных полей не может объяснить наблюдаемые изменения, что предполагает серьезную структурную перестройку под поверхностью Солнца. Ученые отмечают, что дальнейшее использование данных BiSON в 26-м цикле будет иметь решающее значение для определения того, указывает ли это на устойчивое изменение солнечной активности.
Исследование в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.