Wygląda na to, że właśnie poczyniliśmy ogromny krok w stronę rozwiązania zagadki, która nęka naukowców od ponad wieku. Odkąd w 1908 roku po raz pierwszy odkryto pole magnetyczne Słońca, usilnie staraliśmy się zrozumieć, gdzie na Słońcu ono powstaje, czyli gdzie znajduje się tak zwane słoneczne dynamo. Nowe badania zdają się tę zagadkę rozwiązywać, i to w dość zaskakujący sposób.
To stąd ma brać się pole magnetyczne Słońca
Badania przeprowadzone przez matematyka Geoffreya Vasila z Uniwersytetu w Edynburgu i innych naukowców wykazały, że dynamo słoneczne nie znajduje się głęboko w Słońcu, jak wcześniej myślano, a blisko jego powierzchni, na głębokości zaledwie 32 000 kilometrów. Ale jakie to ma w ogóle znaczenie?
Cóż, z polem magnetycznym powiązane są słabo zrozumiane cykle aktywności słonecznej, a wiedza o tym, gdzie znajduje się słoneczne dynamo, jest kluczem do ustalenia, co te cykle napędza.
„Zrozumienie pochodzenia pola magnetycznego Słońca pozostaje otwartą kwestią od czasów galileusza i jest ważne dla przewidywania przyszłej aktywności słonecznej, w tym rozbłysków, które mogą uderzyć w Ziemię.”, powiedział matematyk Daniel Lecoanet z Northwestern University. „W tej pracy proponujemy nową hipotezę dotyczącą sposobu generowania przez Słońce pola magnetycznego, która lepiej pasuje do obserwacji Słońca i, mamy nadzieję, może zostać wykorzystana do lepszego przewidywania aktywności Słońca.”
Od tej kwestii wiele zależy
Słoneczne pole magnetyczne jest niezwykle chaotyczne i dynamiczne. Dlatego naukowcy od dawna starają się zrozumieć, co je generuje. Wiemy, że ziemskie pole magnetyczne jest generowane przez dynamo w zewnętrznym jądrze planety – konwekcyjnym, obracającym się i przewodzącym energię elektryczna płynie, który przekształca energię kinetyczną w pola elektryczne i magnetyczne, rozciągające się daleko w przestrzeń kosmiczną. Procesy zachodzące we wnętrzu Słońca są jednak o wiele bardziej skomplikowane i trudniej je zbadać niż to, co zachodzi we wnętrzu Ziemi.
Aktywność magnetyczna Słońca jest powiązana z aktywnością plam słonecznych oraz z rozbłyskami i koronalnymi wyrzutami masy. Napędza ona kosmiczną pogodę i potrafi sprawiać zarówno, że na Ziemi pojawiają się widowiskowe zorze polarne, jak i dochodzi do poważnych zakłóceń w komunikacji radiowej, a nawet działaniu sieci energetycznych.
Aktywność Słońca nie jest jednostajna, a zmienia się w ciągu 11-letnich cykli. W ciągu tego cyklu dochodzi zarówno do maksimum aktywności słonecznej, kiedy na Słońcu pojawia się najwięcej plam i rozbłysków, a jego bieguny odwracają swoją polaryzację, jak i minimum aktywności Słonecznej. Jednym ze zjawisk związanych z aktywnością słońca są tak zwane oscylacje skrętne. Jako że Słońce nie jest ciałem stałym, różne jego warstwy i obszary obracają się z różną prędkością. Oscylacje skrętne to powierzchniowe zmiany w rotacji Słońca na pewnych szerokościach geograficznych, ściśle skorelowane z cyklem plam słonecznych.
Wyjaśnienie, które zdaje się lepiej pasować do tego, co już wiemy
Co ciekawe, tradycyjna teoria zakładająca to, że dynamo słoneczne znajduje się głęboko we wnętrzu Słońca, nie wyjaśnia występowania oscylacji skrętnych ani ich pochodzenia. Intrygującą wskazówką jest to, że oscylacje skrętne występują tylko w pobliżu powierzchni Słońca. Zdaniem autorów nowej pracy cykl magnetyczny i oscylacje skrętne są więc przejawami tego samego procesu fizycznego.
Według starszej teorii dynamo powinno być zakopane ponad 200 000 kilometrów powierzchnią Słońca, na dnie strefy konwekcyjnej. Tak się jednak składa, że ten model przewiduje cechy, których nie zaobserwowaliśmy na Słońcu, a także nie wyjaśnia innych, które Słońce faktycznie posiada. Z kolei nowa teoria przekłada się na symulacje Słońca o właściwościach takich, jak prawdziwe Słońce.
Naukowcy uważają, że dla niektórych badaczy ich teoria może być kontrowersyjna. Nowy sposób myślenia o Słońcu może jednak w końcu popchnąć wiedzę na temat jego zachowania do przodu.
Źródło: EurekAlert, fot. tyt. NASA