Таинственный 11-летний цикл нашего Солнца, по-видимому, обусловлен выравниванием планет
Каждые 11 лет Солнце переходит от бурной вспышки и активности солнечных пятен к более тихому периоду, прежде чем снова нарастать. Это почти так же регулярно, как часы, и в течение многих лет астрономы задавались вопросом, что его вызывает. Теперь они предложили новое решение.
Хотя планеты Солнечной системы намного меньше Солнца, гравитация некоторых из них способна влиять на магнитное поле нашей звезды. Исследователи утверждают, что именно это контролирует солнечный цикл.
Венера, Земля и Юпитер утверждают небольшой гравитационный рывок на Солнце, когда они вращаются вокруг него. Результат сравним с тем, как гравитация Луны влияет на приливы Земли, вызывая приливы и отливы.
Команда проследила 1000 лет солнечных циклов, между 1000 и 2009 годами н.э., сравнив эти данные с движением планет за это время. Они нашли впечатляюще сильную связь между ними.
«Существует удивительно высокий уровень согласованности: мы видим полный параллелизм с планетами в течение 90 циклов», - говорит физик Франк Стефани из Гельмгольца-Центра Дрездена-Россендорфа в Германии.
«Все указывает на синхронизированный процесс».
Команда обнаружила, что приливные силы сильнее всего, когда Земля, Венера и Юпитер выравниваются, и что это выравнивание происходит каждые 11,07 года - падение одновременно с солнечным минимумом.
Эффект слабый, неспособный повлиять на внутренность Солнца. Это, возможно, могло быть причиной того, что никто ранее не связывал точки между солнечным циклом и периодичностью планетарного выравнивания.
Но команда обнаружила, что, несмотря на слабость, приливные силы могут по-прежнему влиять на магнитное поле Солнца; в частности, они могут влиять на колебания в так называемой неустойчивости Тейлера. Такая нестабильность проявляется в тороидальных (или в форме бублика) магнитных полях, где давление прикладывается перпендикулярно направлению поля.
Это приводит к тому, что поле становится сжатым, как позвоночник, создавая нестабильность, немного похожую на проскальзывающие диски. Эти «проскальзывающие диски» в магнитном поле являются нестабильностями Тейлера и создают возмущения в солнечном потоке и магнитном поле.
Даже небольшое количество энергии, например, от приливов, может обратить вспять колебания этих возмущений. И если эти приливные события происходили, например, каждые 11 лет или около того, они могли бы вызвать циклическое изменение полярности магнитного поля, что привело к регулярным колебаниям активности, соответствующей циклу.
«Когда мы обнаружили в наших компьютерных симуляциях управляемую током нестабильность Тейлера, испытывающую колебания спиральности, - сказал Стефани, - я спросил себя: что произойдет, если на плазму будет воздействовать небольшое возмущение, подобное приливу?
«Результат был феноменальным. Колебания были действительно возбуждены и синхронизировались с моментом внешнего возмущения».
И эта модель может помочь объяснить некоторые другие загадки о Солнце. Например, большинство солнечных циклов имеют максимальные двойные пики с коротким промежутком между ними; это появилось в симуляции.
Другие исследуемые области - это способ, которым приливные силы потенциально влияют на плазменные слои в тахоклине, в основании зоны конвекции, так что магнитный поток проводится легче.
Это также может помочь нам понять гигантские, намагниченные волны Россби, которые только недавно были обнаружены, распространяющиеся по всему Солнцу - и могут иметь какое-то отношение к вспышечной активности.
В свою очередь, это может помочь нам лучше предсказать гигантские, сильные вспышки солнца: хорошо, учитывая, что они могут повлиять на нашу жизнь здесь, на Земле.
Исследование было опубликовано в .