Solar Orbiter впервые показал движение магнитного поля на полюсах Солнца
Солнцем управляет строгий ритм. Магнитная активность Солнца демонстрирует циклические изменения, достигая максимума примерно каждые одиннадцать лет. Темп этому ритму задают две гигантские плазменные циркуляции — по одной в каждом полушарии звезды. Вблизи поверхности потоки плазмы переносят силовые линии магнитного поля от экватора к полюсам; в недрах Солнца плазма течет обратно к экватору, образуя охватывающий все полушарие круговорот.
Важные детали этого «магнитного конвейера» все еще плохо изучены. Вероятно, ключевую роль играют точные процессы на полюсах Солнца. С Земли мы видим их вскользь, под углом; у большинства космических аппаратов схожие ограничения.
«Для понимания магнитного цикла Солнца нам не хватает знаний о том, что происходит на его полюсах. Solar Orbiter может предоставить этот недостающий элемент пазла», — говорит Сами Соланки, директор Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка (MPS).
С февраля 2020-го этот аппарат Европейского космического агентства движется по вытянутым эллипсам вокруг нашей звезды. В марте этого года он впервые покинул плоскость, в которой планеты и почти все остальные космические зонды обращаются вокруг Солнца. С наклоненной на 17 градусов орбиты Solar Orbiter теперь имеет лучший обзор полярных областей светила.
В новом исследовании в The Astrophysical Journal Letters проанализированы показания поляриметрического и гелиосейсмического прибора (PHI) и камеры для наблюдений в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUI) на борту Solar Orbiter. Данные PHI относятся к 21 марта этого года; данные EUI охватывают период с 16 по 24 марта. Эти измерения предоставляют информацию о направлении потоков плазмы и магнитном поле на поверхности Солнца.
Полученные сведения впервые раскрывают уточненную картину супергрануляции и магнитной сети Солнца на южном полюсе. Супергранулы — это ячейки горячей плазмы размером примерно в два-три раза больше Земли, которые плотно покрывают поверхность Солнца. Их горизонтальные поверхностные потоки «смывают» силовые линии магнитного поля к своим краям, создавая магнитную сеть — паутину сильных магнитных полей.
К своему удивлению, исследователи заметили, что магнитное поле дрейфует в направлении полюсов со средней скоростью приблизительно 10–20 метров в секунду — почти так же быстро, как и в более низких широтах. Предыдущие исследования, основанные на наблюдениях с плоскости эклиптики, показывали, что дрейф магнитного поля ближе к полюсам намного медленнее. Движение супергранул дает важные подсказки о глобальной циркуляции плазмы и магнитного поля на Солнце.
«Супергранулы на полюсах действуют как своего рода трассеры. Они впервые делают видимой полярную компоненту глобальной одиннадцатилетней циркуляции Солнца», — отмечает руководитель исследовательской группы в MPS Лакшми Прадип Читта, первый автор исследования.
Пока остается неясным, действительно ли «магнитный конвейер» светила не замедляется у полюсов. Полученные данные охватывают лишь краткий период всего солнечного цикла. Необходимы дальнейшие, более продолжительные наблюдения.
