Используя SDO, ученые наблюдают представление взрывов и фонтанов на поверхности Солнца. Выстрелы солнечного материала прыгают в воздух. Темные пятна, называемые солнечными пятнами, растут, объединяются и исчезают по мере того, как они перемещаются по лицу солнца.
Яркие петли заряженных частиц, захваченные магнитными полями, танцующими вокруг Солнца, парят в атмосфере. Этот динамический дисплей питается от сложного, постоянно меняющегося магнитного тока внутри Солнца, известного как динамо-машина.
Эта магнитная система переворачивается примерно каждые 11 лет, с переключением полюсов магнитного северного и южного магнитного полюсов. Этот процесс является неотъемлемой частью движения Солнца к пику солнечной активности, известному как солнечный максимум.Недавние результаты команды показывают, что вместо простого цикла потока, движущегося к полюсам около поверхности Солнца, а затем обратно к экватору, материал внутри Солнца демонстрирует двойной слой циркуляции с двумя такими циклами друг над другом. . Результаты будут опубликованы в Astrophysical Journal Letters 27 августа 2013 года.«На протяжении десятилетий люди знали, что солнечный цикл зависит от направленного к полюсу потока или материала, изменяя магнитные поля от одного цикла к другому, — сказал Филип Шеррер, главный исследователь HMI в Стэнфордском университете в Стэнфорде, Калифорния. то, что мы считали структурой потока в 1990-х годах, но результаты не совсем имели смысла ».
С середины 1990-х годов исследователи наблюдают движение внутри Солнца, используя метод, называемый гелиосейсмологией. В этой технике используется тот факт, что волны движутся по солнцу вперед и назад, колеблясь примерно с пятиминутным периодом. Такие волны похожи на сейсмические волны, распространяющиеся под землей во время землетрясения.
Наблюдая за колебаниями, наблюдаемыми на поверхности Солнца, ученые могут собирать информацию о материале, через который проходили волны, в том числе о том, из чего сделан этот материал, с какой скоростью и в каком направлении он движется.Такие наблюдения быстро показали ученым, как вещество внутри Солнца вращается с востока на запад: на полюсах материал движется медленнее, чем на экваторе. Наблюдения также вскоре показали, что материал перемещается от экваторов к полюсам в пределах 20 000 миль от поверхности Солнца, но обратный поток от полюсов к экватору обнаружен не был.
Поэтому в ранних моделях всего этого движущегося материала предполагалось, что поток, направленный от экватора, был намного ниже и происходил только в нижней части солнечного конвекционного слоя, вмещающего эти потоки, примерно на 125 000 миль вниз.«Ученые использовали это предположение для описания солнечного динамо», — сказал Джунвэй Чжао, гелиосейсмолог из Стэнфордского университета в Стэнфорде, Калифорния, который является первым автором статьи. «А теперь мы обнаружили, что это неправильно.
Обнаруженные нами схемы течения резко отличаются».Чжао и его коллеги наблюдали данные за два года с HMI, которые отличаются от одного из лучших предыдущих инструментов гелиосейсмологии — доплеровского тепловизора Майкельсона на борту совместной миссии Европейского космического агентства / НАСА Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO). SOHO регулярно наблюдал Солнце в низком разрешении, но только пару месяцев в году наблюдал его в высоком разрешении.
HMI непрерывно наблюдает за солнцем с 16 раз большей детализацией, чем SOHO.Используя эти данные, Чжао сравнил результаты гелиосейсмологии, измеренные на четырех разных высотах в пределах поверхности Солнца, и обнаружил, что эти результаты не соответствуют тому, что можно было бы ожидать по обычным правилам. Команда предложила способ согласовать эти четыре набора измерений друг с другом.
Этот новый метод не только привел в гармонию четыре набора данных, но и помог найти долгожданный экваториальный поток внутри Солнца. Команда обнаружила, что поток к полюсам действительно происходит в слое около поверхности Солнца, но поток, направленный к экватору, не находится внизу. Вместо этого материал просачивается обратно к экватору через середину конвективного слоя. Более того, глубоко внутри слоя находится второй поток материала, движущийся к полюсам, что создает то, что ученые называют системой с двумя ячейками, в которой две системы с продолговатыми потоками наложены друг на друга.
«Это имеет важные последствия для моделирования солнечного динамо», — сказал Чжао. «Мы надеемся, что наши результаты по внутреннему потоку солнца предоставят новую возможность для изучения генерации солнечного магнетизма и солнечных циклов».Чжао и его коллеги предоставили свою новую карту внутренней части Солнца ученым, моделирующим динамо-машину.
Следующие шаги будут заключаться в том, чтобы увидеть, как такие новые модели согласуются с наблюдениями, наблюдаемыми на Солнце, и как это может улучшить нашу способность понимать постоянный танец магнетизма на Солнце.
