40 лет наблюдений показали скрытые изменения в недрах Солнца
Ученые из Бирмингемского и Йельского университетов изучили более 40 лет астрономических наблюдений и обнаружили, что внутренняя структура Солнца незаметно изменяется от одного минимума солнечного цикла к другому. Результаты опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Каждые 11 лет Солнце проходит через цикл активности: когда солнечные пятна редки, магнитные поля слабые, а поверхность выглядит относительно однородной, наступает «солнечный минимум». Именно эти спокойные периоды исследователи сравнили, чтобы понять, что происходит под поверхностью Солнца.
Глобальная сеть BiSON
Сеть BiSON, управляемая группой «Солнце, звезды и экзопланеты» Бирмингемского университета, состоит из телескопов по всему миру, которые круглосуточно наблюдают за колебаниями Солнца. Благодаря этому ученые получают непрерывные данные о циклах активности и внутренних процессах звезды.
С помощью этой сети они изучали крошечные колебания Солнца — аналог звуковых волн, которые заставляют его слегка вибрировать. По этим колебаниям можно оценить внутренние условия звезды, подобно тому, как сейсмологи исследуют Землю с помощью землетрясений.
«Это первый случай, когда сравнивались четыре последовательных солнечных минимума с помощью гелиосейсмических наблюдений», — отметили авторы.
Особое внимание привлек минимум 2008–2009 годов между 23-м и 24-м циклами — один из самых спокойных и продолжительных за всю историю наблюдений. Исследователи выявили, что внутренние слои Солнца в этот период существенно отличались от остальных минимумов.
«Гелиевый сбой» и скорость звука
Астрономы искали изменения в скорости звука внутри Солнца, которые происходят при двойной ионизации гелия, а также сравнивали наблюдения с моделями солнечной структуры. Результаты показали, что в 2008–2009 годах «гелиевый сбой» был заметно больше, а скорость звука в верхних слоях — выше. Это указывает на более высокое давление и температуру газа, а также на слабее выраженные магнитные поля.
Профессор Билл Чаплин из Бирмингемского университета пояснил:
«Впервые нам удалось количественно оценить, как внутренние слои Солнца меняются от одного минимума к другому. Даже в периоды затишья глубокие слои оставляют измеримый след».
Значение для Земли и космической погоды
Эти открытия важны не только для астрономов. Магнитная активность Солнца формирует космическую погоду, которая влияет на радиосвязь, GPS, электросети и спутники.
«Изучение поведения Солнца под его поверхностью в спокойные периоды помогает прогнозировать активность в последующих циклах», — сказала профессор Сарбани Басу из Йеля.
Чаплин добавил, что долгосрочные сейсмические наблюдения могут быть применены и к другим звездам. Будущие миссии, такие как PLATO Европейского космического агентства, позволят исследовать активность звезд, похожих на Солнце, и понять, как она влияет на планеты вокруг.
