Внутреннее магнитное поле Солнца впервые нанесено на карту благодаря 30-летним спутниковым наблюдениям
Исследователям впервые удалось реконструировать трёхмерную картину внутреннего магнитного поля Солнца, используя данные спутниковых наблюдений, собранные за почти три десятилетия, с 1996 по 2025 год. Этот прорыв позволяет по-новому взглянуть на динамику процессов, происходящих в недоступных для прямого наблюдения глубинах звезды, и открывает путь к более точным прогнозам солнечной активности.
Природа периодических изменений солнечной активности, таких как появление тёмных пятен и мощные выбросы энергии, известна науке и связана с магнитными процессами. Однако реальное действие, порождаемое движением раскалённой заряженной плазмы — так называемым солнечным динамо, — разворачивается глубоко под видимой поверхностью. До сих пор эта область оставалась «слепым пятном», и учёные могли лишь строить предположения о происходящих там процессах.
Новое исследование изменило ситуацию. Вместо того чтобы полагаться лишь на теоретические модели, международная группа учёных использовала реальные наблюдения. Они собрали ежедневные карты магнитного поля на поверхности Солнца, полученные спутниками за 30 лет. Эти данные, показывающие, как поверхностные магнитные поля меняются со временем, были введены в детальную трёхмерную компьютерную модель, симулирующую внутреннюю магнитную «машину» Солнца.
Модель, постоянно корректируя себя на основе новых данных для сохранения физической согласованности, позволила учёным двигаться в обратном направлении: выявить наиболее вероятные скрытые магнитные структуры и потоки под поверхностью, которые и порождают наблюдаемые паттерны. Для проверки метода модель попросили реконструировать прошлые солнечные циклы продолжительностью около 11 лет. Она успешно воспроизвела несколько циклов, включая ключевой признак — постепенное смещение пятен от высоких широт к экватору, так называемую «диаграмму бабочки».
Заключительным тестом стал прогноз. Исследователи перестали вводить в модель новые данные на определённых этапах и позволили ей работать автономно. Модель смогла точно предсказать основные черты солнечной активности на три-четыре года вперёд. Это доказывает её прогностическую силу и открывает возможность для более надёжного долгосрочного прогнозирования солнечных бурь.
Такие прогнозы крайне важны для защиты орбитальных спутников, снижения рисков для навигационных систем и предупреждения операторов энергосетей о геомагнитных бурях, способных вызывать сбои. Успех модели, однако, зависит от непрерывности будущих спутниковых миссий. Следующая цель учёных — не только предсказывать, когда активность возрастёт, но и где именно на солнечном диске сформируются опасные активные регионы.
Исследование в научном журнале The Astrophysical Journal Letters.