Как солнце меняет полюса

Как солнце меняет полюса

Найдены причины смены полюсов на Солнце

Команда ученых из Стэнфордского Университета проанализировала данные, собранные с 1991 по 2001 год от двух орбитальных спутников — Yohkoh, запущенный Японским Институтом Космоса и Астронавтики и SOHO, — проект, финансируемый НАСА и Европейским Космическим Агентством (ESA). Эти данные позволили выяснить, почему Солнце на середине своей активности меняет полярность своего магнитного поля.

Солнце имеет магнитные полюса, но в отличие от Земных, они не настолько постоянны. Их сила меняется с каждым годом, а раз в 11 лет магнитное поле Солнца меняет полярность (северный магнитный полюс Солнца меняется на южный и обратно). Одна из главных проблем для астрономов в прошлом столетии состояла в том, чтобы найти объяснение причинам смены полюсов на Солнце.

Результаты исследований команды ученых Стэнфордского Университета были представлены на сессии Американского Астрономического Общества и будут опубликованы в текущем выпуске Astrophysical Journal Letters.

Перемена полярности случается в середине 11-летнего цикла солнечной активности в период, известный как ‘солнечный максимум’, когда число солнечных пятен на солнце максимально. Последний пик солнечного максимума пришелся на 2000 год.

В течение пяти лет после солнечного максимума, число солнечных пятен постепенно уменьшается, пока почти не исчезает. Это период известен как ‘солнечный минимум’, когда поверхность Солнца относительно спокойна. Следующий солнечный минимум будет в 2006 году.

Спутниковые данные охватили нисходящую фазу предыдущего солнечного цикла, от 1991 — максимума до 1996 минимума, также как и восходящей фазы нашего существующего цикла — от 1997 до 2001 года.

Солнечные пятна не возникают беспорядочно. Они сконцентрированы прямо над и чуть ниже солнечного экватора и имеют тенденцию возникать попарно.

Пара солнечного пятна имеет свое микромагнитное поле, главное (и более крупное) пятно пары которого несет противоположную магнитную полярность тому полюсу, к которому ближе расположено пятно. А замыкающее пятно имеет противоположную полярность главному пятну и одинаковую с полюсом. Так, если северный магнитный полюс Солнца положителен («+»), то все замыкающие пятна к северу от солнечного экватора будут положительны («+»), а все главные пятна будут отрицательны («-«).

Эта разность в полярности между главными пятнами и магнитными полюсами и является ключом к тайне смены полярности на Солнце. В период солнечного максимума число солнечных пятен постоянно растет, как и число главных пятен с противоположными полярностями тому полюсу, где сосредоточены пары (сверху или снизу) от экватора.

Гигантские электрические контуры, собравшись большим числом в Солнечной атмосфере, могут вызывать реверсирование полюсов Солнца. Рентгеновские датчики спутника Yohkoh, время от времени фиксировали электрические контуры, которые были подобны огромным искривленным радугам образовывающие дуги от главных солнечных пятен до магнитных полюсов. Эти электрические контуры заполнены газовыми частицами, нагретыми до 3.5 миллионов градусов и настолько большие, что они уходят на 800,000 км во внешнюю атмосферу Солнца (в корону). Поток электричества в пределах них невероятно интенсивен, потому что магнитный полюс и ведомое пятно несут противоположные магнитные полярности.

Гигантские электрические контуры формируют мощные магнитные поля, которые, по мнению исследователей, достаточно сильны, чтобы вызвать реверс полюсов. Магнитные поля, вероятно, исходят из глубоких слоев ниже солнечной атмосферы, расположенных в 135,000 милях ниже поверхности, которая, по мнению ученых, является источником всего магнетизма на Солнце.

Источник

Магнитные полюса Солнца поменялись

Солнце «перевернулось», а именно его северный и южный полюса поменялись, достигнув середины 24 солнечного цикла, объявило НАСА.

Теперь магнитные полюса опять начали двигаться в противоположных направлениях, чтобы завершить 22-летний процесс, в конце которого полюса опять поменяются.

«Смена магнитного поля Солнца – это крупное событие», — рассказал Д-р Тони Филлипс (Tony Phillips) из НАСА.

Полярные магнитные полюса Солнца ослабевают, исчезают и снова появляются с противоположной полярностью. Это обычная часть солнечного цикла, которая происходит каждые 11 лет.

Смена полюсов Солнца 2013

Хотя многие могут подумать, что это событие может иметь катастрофические последствия для галактики, его влияние на самом деле не так заметно и больше распространяется на освоение космоса.

Космические лучи представляют опасность для космонавтов и космических аппаратов, а некоторые исследователи утверждают, что это может повлиять на облачность и климат на Земле. Также чаще и ярче могут наблюдаться полярные сияния.

На пике каждого магнитного поля Солнце проходит через периоды больше солнечной активности, когда наблюдается больше солнечных пятен, солнечных вспышек и выбросов коронального вещества.
В связи с этим событием НАСА выпустило видео, чтобы показать весь процесс, начиная с 1997 и до 2013 года. При этом видно, как положительная полярность (зелёные линии) сменяется отрицательной полярностью (пурпурные линии).

24-й солнечный цикл

Стоит заметить, что 24 солнечный цикл стал довольно непредсказуемым. Он наступил позже на один год, а в течение 2009 года наблюдалась очень низкая активность.

Таким образом, пик солнечной активности переместился с 2012 на 2013 год. Этот цикл один из самых слабых, и если такая тенденция продолжится, на Земле может наступить еще один малый ледниковый период.

Факты о Солнце:

1. Солнце составляет 99,8 процентов всей массы Солнечной системы. Хотя солнечное ядро составляет всего 2 процента от объема Солнца, там содержится почти половина его массы.

2. Солнце движется со скоростью 220 км в секунду. Требуется около 225 – 250 миллионов лет, чтобы завершить движение по орбите центра Млечного пути.

3. Окружность Солнца составляет 4 370 005 км, что может вместить один миллион планет Земля.

4. Так как у Солнца нет твердого тела (оно состоит из 92,1 процента водорода и 7,8 процентов гелия), разные части Солнца вращаются с разной скоростью. На экваторе Солнце вертится раз в 25 дней, а на полюсах вращается вокруг своей оси каждые 36 земных дней.

5. Однажды Солнце достигнет размеров Земли. После фазы красного гиганта, когда оно поглотит Меркурий, Венеру и Землю, оно распадётся, сморщившись до объема нашей планеты, а затем превратиться в белого карлика. Сейчас Солнце – это желтый карлик, чей возраст составляет 4,5 миллиардов лет, то средний возраст звезды.

6. Магнитное поле Солнце генерирует солнечный ветер – потоки заряженных частиц, которые передвигаются через Солнечную систему со скоростью 450 км в секунду. Ветра вызывают радиопомехи, полярное сияние и хвосты комет, а также меняют траектории. космических аппаратов.

7. Смену полюсов Солнца вызывает сложный внутренний механизм, о котором мало что известно.

8. Температура в солнечном ядре составляет около 15 миллионов градусов по Цельсию, а на поверхности около 5500 градусов по Цельсию.

9. Солнечные пятна – темные пятна, которые появляются на поверхности Солнца – это временное явление, при котором интенсивная магнитная активность формирует области сниженной температуры.

10. Солнечные вспышки с поверхности Солнца происходят, когда магнитная энергия выпускается во время магнитных бурь. Это самые сильные извержения в Солнечной системе.

Источник

Переворот на Солнце

Л. ШИРШОВ, научный сотрудник Института физики высоких энергий.

В самом начале нового века наше светило Солнце поменяло направление своего магнитного поля на противоположное. Переворот магнитных полюсов (реверс) зарегистрировали специалисты НАСА (Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства), ведущие наблюдение за поведением Солнца. В статье «Солнце произвело реверс», опубликованной 15 февраля, отмечается, что его северный магнитный полюс, который был в Северном полушарии всего лишь несколько месяцев назад, теперь находится в Южном.

Такое событие — явление далеко не уникальное. Полный 22-летний магнитный цикл связан с 11-летним циклом солнечной активности, и переворот полюсов происходит во время прохождения его максимума. Магнитные полюса Солнца останутся теперь на новых местах до следующего перехода, который случается с регулярностью часового механизма. Загадочны причины и реверса, и самой цикличности солнечной активности. Геомагнитное поле также неоднократно изменяло свое направление, но последний раз такое случилось 740 тысяч лет назад. Некоторые исследователи полагают, что наша планета уже просрочила момент переворота магнитных полюсов, но никто не может точно предсказать, когда теперь он произойдет.

Хотя магнитные поля Солнца и Земли ведут себя по-разному, имеют они и общие черты. В течение минимума солнечной активности магнитное поле светила, как и геомагнитное поле нашей планеты, направлено вдоль меридиана, его силовые линии концентрируются у полюсов и разрежены в области экватора. Такое поле называется дипольным — в названии отражается наличие двух полюсов. Напряженность магнитного поля Солнца составляет около 50 гаусс, а магнитное поле Земли слабее его в 100 раз.

Когда солнечная активность растет и увеличивается число солнечных пятен на поверхности Солнца, магнитное поле нашей звезды начинает изменяться. В солнечных пятнах замыкаются потоки магнитной индукции, и величина поля в этих областях в сотни раз возрастает. Как отмечает специалист по физике Солнца в Центре космических полетов имени Маршалла Дэвид Хатевэй (David Hathaway), «меридианаль ные течения на поверхности Солнца захватывают и несут магнитные потоки солнечных пятен от средних широт к полюсам, и дипольное поле устойчиво ослабевает». Используя данные, собранные астрономами Национальной обсерватории США в Пик Кит, он ежедневно регистрирует среднее магнитное поле Солнца в зависимости от широты и времени начиная с 1975 года по настоящее время. В результате получилась своего рода маршрутная карта, протоколирующая поведение магнитных потоков на поверхности Солнца.

В модели «солнечного динамо» (http://science.msfc.nasa.gov/ssl/pad/solar/dynamo.htm) предполагается, что наше светило работает как генератор постоянного тока, действующего преимущественно в зоне конвекции. Магнитные поля создаются электрическими токами, которые возникают при движении потоков горячих ионизированных газов. Мы наблюдаем ряд потоков относительно поверхности Солнца, и все они могут создавать магнитные поля высокой интенсивности. Меридианальное течение на поверхности Солнца выносит от экватора к полюсам большие массы (75% массы Солнца составляет водород, около 25% — гелий, а на долю других элементов приходится менее 0,1%). На полюсах эти потоки уходят внутрь светила и образуют внутренний встречный противоток вещества. За счет такой циркуляции заряженной плазмы и работает солнечный магнитный генератор постоянного тока. На поверхности Солнца скорость движения потока вдоль меридиана составляет около 20 метров в секунду. В глубине Солнца плотность материи намного выше, и поэтому скорость обратного противотока снижается до 1-2 метров в секунду. Этот медленный поток несет материал от полюсов к экватору приблизительно двадцать лет.

Теория «солнечного динамо» находится в развитии и требует новых экспериментальных данных. До сих пор исследователи никогда не наблюдали непосредственно момент магнитной переполюсовки Солнца. Сегодня космический корабль «Улисс» (Ulysses) может позволить ученым проверить теоретические модели и получить уникальную информацию.

«Улисс» представляет собой плод международного сотрудничества Европейского космического агентства и НАСА. Он был запущен в 1990 году для наблюдения солнечной системы выше орбитальной плоскости планет. Миновав южный полюс Солнца, он сейчас возвращается, чтобы упасть на его северный полюс и добыть новую информацию. Корабль пролетал над полюсами Солнца в 1994 и 1996 годах, во время пониженной солнечной активности, и позволил сделать несколько важных открытий относительно космических лучей и солнечного ветра. Финалом миссии этого разведчика станет исследование Солнца в период максимальной активности, что позволит получить данные о полном солнечном цикле. Сведения о солнечном космическом корабле «Улисс» приведены по адресу http://ulysses.jpl.nasa.gov.

Продолжающиеся изменения не ограничены областью космоса вблизи нашей звезды. Магнитное поле Солнца ограничивает нашу Солнечную систему гигантским «пузырем», образующим так называемую гелиосферу. Она простирается от 50 до 100 астрономических единиц (1 а.е. = 149 597 871 км, среднему расстоянию от Земли до Солнца) далее орбиты Плутона. Все, что находится внутри этой сферы, считается Солнечной системой, а далее — межзвездное пространство.

«Сигнал о переполюсовке магнитного поля Солнца передается через гелиосферу солнечным ветром, — объясняет Стив Суесс (Steve Suess), другой астрофизик из Центра космических полетов имени Маршалла. — Требуется около года, чтобы эта весть дошла от Солнца до внешних границ гелиосферы. Поскольку Солнце вращается, совершая один оборот каждые 27 дней, магнитные поля за пределами светила имеют форму спирали Архимеда. Их сложная форма не позволяет заранее оценить в деталях влияние реверса магнитного поля на поведение гелиосферы».

Магнитосфера Земли защищает жителей планеты от солнечного ветра. Вспышки на Солнце сопровождаются магнитными бурями и полярными сияниями, которые можно наблюдать на Аляске, в Канаде, Норвегии и северных территори ях нашей страны. Но существуют и другие, менее очевидные связи солнечной активности с процессами на планете. В частности, отмечено, что сейсмичность Земли увеличивается при прохождении максимума активности Солнца, и установлена связь сильных землетрясений с характеристиками солнечного ветра. Возможно, этими обстоятельства ми и объясняется серия катастрофических землетрясений, случившихся в Индии, Индонезии и Сальвадоре после наступления нового века.

Источник

Как солнце меняет полюса

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal