Розкрито секрет довгоживучості сонячних плям

Вчені вперше точно пояснили довготривалу стабільність сонячних плям завдяки новітньому методу аналізу магнітного поля Сонця.

Таємниця, що зберігалася століттями

Відкриті ще Галілеєм у XVII столітті, сонячні плями залишаються однією з найзагадковіших особливостей Сонця. Ці темні ділянки можуть існувати тижнями чи навіть місяцями, незважаючи на те, що виникають у динамічному, турбулентному середовищі. «До цього часу ми не мали повного пояснення стабільності сонячних плям», — визнають автори нового дослідження, опублікованого в Astronomy & Astrophysics.

Нарешті міжнародна команда під керівництвом німецьких науковців з Інституту фізики Сонця змогла виявити фізичний механізм, який забезпечує цю стабільність. Ключем до відкриття став новий метод, що дозволяє з високою точністю аналізувати магнітні поля сонячних плям, незважаючи на вплив атмосфери Землі.

Магнітна рівновага на поверхні Сонця

Сонячні плями виникають у зонах з надзвичайно сильним магнітним полем, яке може сягати десятків тисяч гауссів. Це еквівалентно магнітному полю медичного МРТ, але воно охоплює область, більшу за Землю. Візуально вони здаються темними через нижчу температуру, однак «ізольована сонячна пляма світиться яскравіше, ніж повний Місяць», — наголошують автори.

Тривалість життя цих плям довго приписували балансу між газовим тиском і магнітними силами. Проте через атмосферні перешкоди точне вимірювання цього балансу було неможливим. Використовуючи вдосконалену техніку, базовану на телескопі GREGOR, дослідники усунули ефекти розмиття, зумовлені атмосферою Землі.

Магнітне поле, виміряне (в Гауссах) у тій самій сонячній плямі за допомогою німецького телескопа GREGOR. Ліва частина зображення показує магнітне поле, виміряне за оригінальними даними, а права – магнітне поле, виміряне після корекції збурень, спричинених земною атмосферою. (Інститут сонячної фізики)

Прорив у спостереженнях і практичні наслідки

Новий аналіз ґрунтується на дослідженні поляризованого світла, що дозволяє визначити векторні магнітні компоненти всередині плями. Кориговані дані виявили, що магнітне поле та газовий тиск перебувають у точній рівновазі, що забезпечує довговічність сонячних плям. «Цей баланс пояснює їхню несподівану стабільність», — підкреслюють дослідники.

Це відкриття має важливі прикладні наслідки: відтепер вчені можуть точніше передбачати, коли сонячна пляма стане нестабільною і спричинить сонячний спалах чи корональний викид маси. Подібні події загрожують супутникам, навігаційним системам і навіть електромережам.

Захист інфраструктури та нові горизонти науки

Оскільки сучасне суспільство залежить від супутникових технологій і чутливої електроніки, прогнозування сонячних бур набуває вирішального значення. «Краще розуміння стабільності сонячних плям дозволяє ефективніше захищати інфраструктуру», — зазначають автори. Дослідження також зближує наземні та космічні методи спостереження, відкриваючи нові підходи до вивчення фізики нашої зорі.

Це досягнення не лише закриває давню наукову загадку, а й надає точний інструмент для передбачення загроз космічної погоди, що робить його важливим кроком у розвитку як фундаментальної науки, так і практичної безпеки людства.