С момента, как Галлилей впервые увидел солнечные пятна через телескоп в начале XVII века, эти темные образования на поверхности Солнца не переставали вызывать интерес у астрономов. Несмотря на многовековые наблюдения, ученые до сих пор не могли точно объяснить, почему пятна сохраняются на поверхности звезды неделями или даже месяцами. Теперь эта загадка, возрастом более 400 лет, наконец-то разгадана, пишет Universe Today.
Команда международных исследователей под руководством специалистов Института солнечной физики в Германии опубликовала прорывное исследование в журнале Astronomy & Astrophysics. Ученые разработали усовершенствованный метод анализа стабильности солнечных пятен, который позволил с беспрецедентной точностью измерить силы, действующие внутри этих загадочных структур.
Солнечные пятна — это области с экстремально высоким уровнем магнитного поля, сопоставимым по интенсивности с магнитным полем в аппарате МРТ, но охватывающим территорию, превышающую размеры Земли. Эти пятна кажутся темными, потому что их температура ниже, чем у остальной поверхности Солнца. Однако, если бы одно солнечное пятно находилось в небе само по себе, оно было бы ярче полной Луны.
Количество пятен изменяется в рамках 11-летнего солнечного цикла. В периоды пиков активности вблизи пятен возникают нестабильные магнитные конфигурации, способные вызывать солнечные вспышки и корональные выбросы массы — мощные явления, которые могут нарушить работу спутников и даже повредить энергосети на Земле.
До сих пор считалось, что устойчивость солнечных пятен обусловлена хрупким равновесием между газовым давлением и магнитными силами. Но подтвердить эту гипотезу мешали атмосферные искажения, возникающие при наблюдении Солнца с Земли.
Решение было найдено благодаря модернизации методики, разработанной в Институте солнечной системы Макса Планка. С ее помощью ученые смогли устранить эффект «размытия» изображений, возникающий из-за турбулентности в земной атмосфере. Они использовали наземный солнечный телескоп GREGOR, расположенный в Испании, и достигли точности, сопоставимой со спутниковыми наблюдениями — но за значительно меньшие средства.
Анализ поляризованного света, излучаемого Солнцем, позволил точно измерить магнитные силы внутри пятен. Впервые было доказано, что магнитное давление идеально уравновешено газовым — именно это поддерживает стабильность пятен даже на фоне бурной солнечной активности.
Эта находка имеет не только фундаментальное значение, но и прикладное. Более глубокое понимание механизмов устойчивости солнечных пятен поможет ученым предсказывать моменты, когда пятна становятся нестабильными и могут спровоцировать опасные космические бури. Это, в свою очередь, поможет защитить спутниковую инфраструктуру, электросети и здоровье астронавтов.