Солнце находится накануне важного события: переворота магнитного поля. Оно происходит примерно раз в 11 лет и знаменует собой важный момент солнечного цикла. Сдвиг полярности указывает на середину солнечного максимума, пика активности звезды, и переход к солнечному минимуму, сообщает Space.com.
В прошлый раз переворот магнитного поля Солнца произошел в 2013 году. Но что же вызывает такие изменения в полярности?
Чтобы понять изменения в магнитном поле Солнца, для начала нужно разобраться с циклом активности звезды. Он длится примерно 11 лет, обусловлен магнитным полем и определяется частотой появления и активностью солнечных пятен, видимых на поверхности звезды. По текущим оценками, пик нынешнего цикла активности Солнца должен наступить с конца 2024 по начало 2026 года.
Но есть еще один не менее важный, но менее известный цикл, который включает в себя два 11-летних цикла. Как рассказал специалист в сфере физики Солнца Райан Френч, этот магнитный цикл, известный как цикл Хейла, длится примерно 22 года, в течение которых магнитное поле Солнца меняет направление, а затем возвращается в исходное состояние.
Во время солнечного минимума магнитное поле Солнца близко к диполю с одним северным и одним южным полюсами, аналогично магнитному полю Земли. Но по мере того, как мы приближаемся к солнечному максимуму, «магнитное поле Солнца становится более сложным, без четкого разделения северного и южного полюсов», — сказал Френч. К тому времени, когда солнечный максимум проходит и наступает солнечный минимум, Солнце снова становится диполем, хотя и с перевернутой полярностью.
Что вызывает смену полярности
Разворот связан с солнечными пятнами, магнитно сложными образованиями на поверхности звезды, которые могут выбрасывать вспышки и корональные выбросы массы (КВМ).
По словам Френча, поскольку солнечные пятна появляются близко к экватору, они будут иметь ориентацию, соответствующую старому магнитному полю, в то время как солнечные пятна, формирующиеся ближе к полюсам, будут иметь магнитное поле, соответствующее ориентации входящего магнитного поля. Это называется законом Хейла.
Но почему происходит такое кардинальное изменение полярности, остается загадкой. «Это касается всего [солнечного] цикла, и интересно, что это такое. У нас до сих пор нет действительно непротиворечивого математического описания того, что происходит. И пока вы не сможете это смоделировать, вы не поймете это по-настоящему — это трудно по-настоящему понять», - рассказал ученый из Стэнфордского университета Фил Шеррер.
Насколько быстро происходит переворот
Что известно достоверно, это то, что переворот магнитного поля Солнца не происходит мгновенно. Это постепенный переход от диполя к сложному магнитному полю, к обращенному диполю в течение всего 11-летнего солнечного цикла. То есть, не существует конкретного момента, когда магнитное поле Солнца переворачивается.
Обычно для полного разворота требуется год или два, но время может значительно варьироваться. Например, по данным Национальной солнечной обсерватории, на разворот северного полярного поля 24-го солнечного цикла, который закончился в декабре 2019 года, потребовалось почти пять лет.
Как магнитное поле Солнца влияет на нас
Уже ни у кого нет сомнений, что наша звезда в последнее время была очень активной. Она выбрасывала многочисленные солнечные вспышки и КВМ, вызывая сильные магнитные бури на Земле. Но эта «суровая» космическая погода не является прямым следствием изменения полярности. Эти события происходят одновременно.
По словам Френча, космическая погода обычно наиболее напряжена во время солнечного максимума, когда и магнитное поле наиболее сложно.
Один побочный эффект сдвига магнитного поля очень полезен: он может помочь защитить Землю от галактических космических лучей — высокоэнергетических субатомных частиц, которые движутся со скоростью, близкой к скорости света, и могут повредить космические аппараты и нанести вред астронавтам, находящимся на орбите.
Когда магнитное поле Солнца смещается, «токовой слой» — обширная поверхность, которая расходится на миллиарды километров от солнечного экватора — становится очень волнистой, обеспечивая лучший барьер против космических лучей.
Ранее ученые заявили о том, что сказать наверняка, наступил ли пик солнечной активности можно только спустя семь месяцев после его завершения.