Солнечный зонд впервые показал движение магнитного поля на полюсах Солнца

Магнитная сеть на поверхности Солнца оставляет отпечатки в хромосфере выше. На снимках этой области, сделанных Экстремальным ультрафиолетовым формирователем изображений (EUI) аппарата Solar Orbiter, эти отпечатки выглядят как яркие пятна. Данное обработанное изображение южного полюса Солнца (указан белой точкой) составлено из восьми дней наблюдений в марте этого года. На изображении видны траектории ярких пятен. Из-за вращения Солнца они выглядят как вытянутые яркие дуги. Автор: ESA & NASA / Solar Orbiter / EUI-Team

Солнцем управляет строгий ритм. Магнитная активность светила демонстрирует циклические вариации, достигая максимума примерно каждые одиннадцать лет. Две огромные плазменные циркуляции, по одной в каждом полушарии Солнца, задают темп этому ритму, определяя таким образом одиннадцатилетний цикл. Вблизи поверхности потоки плазмы переносят линии магнитного поля от экватора к полюсам; в недрах Солнца плазма течет обратно к экватору в огромном цикле, охватывающем все полушарие.

Важные детали этого солнечного «конвейера магнитного поля» до сих пор плохо изучены. Точные процессы на полюсах Солнца, вероятно, имеют решающее значение. С Земли у ученых есть лишь скользящий обзор этой области, что делает невозможным определение свойств магнитного поля. Большинство космических зондов имеют аналогично ограниченную перспективу.

«Чтобы понять магнитный цикл Солнца, нам все еще не хватает знаний о том, что происходит на его полюсах. Solar Orbiter теперь может предоставить этот недостающий элемент головоломки», — говорит Сами Соланки, директор Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) и соавтор нового исследования на эту тему, опубликованного в The Astrophysical Journal Letters.

С февраля 2020 года космический аппарат ESA Solar Orbiter движется по вытянутым эллипсам вокруг Солнца. В марте этого года он впервые покинул плоскость, в которой планеты — и почти все другие космические зонды — обращаются вокруг Солнца. С траектории, наклоненной на 17 градусов, у Solar Orbiter теперь лучший вид на полюса Солнца.

В новой публикации исследователи под руководством MPS проанализировали данные с Поляриметрического и гелиосейсмического формирователя изображений (PHI) и Экстремального ультрафиолетового формирователя изображений (EUI) на борту Solar Orbiter. Данные PHI относятся к 21 марта этого года; данные EUI охватывают период с 16 по 24 марта. Измерения предоставляют информацию о направлении потоков плазмы и магнитном поле на солнечной поверхности.

Данные впервые раскрыли уточненную картину супергрануляции и магнитной сети Солнца на южном полюсе. Супергранулы — это ячейки горячей плазмы, размером примерно в два-три раза больше Земли, которые плотно покрывают поверхность Солнца. Их горизонтальные поверхностные потоки «смывают» линии магнитного поля к своим краям, создавая магнитную сеть Солнца: паутину сильных магнитных полей.

К удивлению исследователей, магнитное поле дрейфует в направлении полюсов со средней скоростью примерно 10-20 метров в секунду, почти так же быстро, как и его аналоги на более низких широтах. Предыдущие исследования, основанные на наблюдениях с плоскости эклиптики, фиксировали гораздо более медленный дрейф магнитного поля вблизи высоких полярных широт. Их движение дает важные подсказки о глобальной циркуляции плазмы и магнитного поля Солнца.

«Супергранулы на полюсах действуют как своего рода трассеры. Они впервые делают видимой полярную составляющую глобальной одиннадцатилетней циркуляции Солнца», — отмечает Лакшми Прадип Читта, руководитель исследовательской группы в MPS и первый автор исследования.

Пока неясно, действительно ли глобальный магнитный конвейер Солнца не замедляется вблизи полюсов. Опубликованные данные показывают лишь краткий снимок всего солнечного цикла. Необходимы дальнейшие наблюдательные данные, в идеале охватывающие более длительные периоды времени.

Больше информации: L. P. Chitta et al, Supergranulation and Poleward Migration of the Magnetic Field at High Latitudes of the Sun, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae10a3

Источник: Max Planck Society