2622
Кожні кілька років Сонце ніби змінює свій настрій. Темні сонячні плями з’являються та зникають, потужні сонячні спалахи викидають енергію в космос, а Земля відчуває наслідки у вигляді збоїв у роботі супутників чи енергосистем.
Причини цих змін загалом пов’язані з сонячним магнетизмом, однак ключові процеси відбуваються глибоко під поверхнею зорі — у зонах, які безпосередньо спостерігати неможливо. Донедавна ця внутрішня область залишалася недоступною, і вчені могли лише будувати теоретичні припущення.
Однак нове дослідження вперше відтворило тривимірну картину внутрішнього магнітного поля Сонця, використавши десятиліття супутникових спостережень. Це дозволило простежити, як магнітні структури еволюціонують під фотосферою — видимою поверхнею зорі.
«Спостереження показують, що жоден із методів, включаючи геліосейсмологію, не здатний безпосередньо виміряти внутрішнє магнітне поле. Ми вперше реконструюємо динаміку великомасштабних магнітних полів усередині Сонця», — зазначають автори роботи.
Картографування того, що не видно
Магнітне поле Сонця формується завдяки руху гарячої електропровідної плазми — процесу, відомому як сонячне динамо. Воно відбувається глибоко всередині зорі, де жоден інструмент не може виконати прямі вимірювання. Космічні апарати реєструють лише поверхневі магнітні поля, змушуючи вчених робити висновки про внутрішні процеси опосередковано.
У цьому дослідженні науковці застосували інший підхід. Вони використали щоденні магнітограми Сонця, зібрані супутниками протягом майже трьох десятиліть — з 1996 по 2025 рік. Ці дані показують, де саме на поверхні виникають магнітні структури та як вони змінюються з часом.
Отримані спостереження були інтегровані в детальну тривимірну комп’ютерну модель внутрішньої динаміки Сонця. Модель постійно коригувалася з надходженням нових даних, що дозволило працювати «у зворотному напрямку» — визначати приховані магнітні потоки, здатні пояснити видимі закономірності.
Перевірка на сонячних циклах
Щоб оцінити надійність підходу, модель застосували для відтворення минулих сонячних циклів, які тривають близько 11 років. Вона успішно відновила ключові риси, зокрема міграцію сонячних плям від високих широт до екватора, відому як «діаграма метелика».
«Наша модель, заснована на даних, відтворює основні спостережувальні характеристики — включно з еволюцією полярних полів і осьового дипольного моменту», — зазначають дослідники.
Фінальним випробуванням стало прогнозування. Після припинення надходження нових даних модель змогла коректно передбачити загальні риси сонячної активності на 3–4 роки вперед, що є значним кроком у сонячній фізиці.
Читання Сонця зсередини
За словами авторів, «сильна кореляція між змодельованим тороїдальним магнітним полем і кількістю сонячних плям робить цю 3D-модель надійним інструментом прогнозування сонячного циклу». Це означає перехід від непрямих припущень до безперервного опосередкованого «спостереження» надр Сонця.
Практичні наслідки такого підходу можуть бути значними: точніші прогнози космічної погоди допоможуть захищати супутники, навігаційні системи та енергомережі від геомагнітних бур.
Водночас метод потребує безперервних довготривалих супутникових місій, без яких точність реконструкцій знизиться. Надалі дослідники планують удосконалити модель, щоб прогнозувати не лише рівень активності, а й місця формування активних областей на поверхні Сонця.
Дослідження опубліковане в журналі The Astrophysical Journal Letters.
Вчені вперше відтворили магнітне поле всередині Сонця з’явилася спочатку на Цікавості.
