Ученые создали первую 3D-карту магнитного поля внутри Солнца для прогнозирования вспышек

Ученые впервые использовали спутниковые данные для создания трехмерной карты внутреннего магнитного поля Солнца — фундаментального источника солнечной активности. Исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, должно позволить делать более точные прогнозы солнечных циклов и космической погоды, влияющей на спутники и энергосистемы на Земле.

Солнце — это не просто раскаленный шар из водорода и гелия. Это гигантская магнитная звезда. Под поверхностью находится магнитный слой, ответственный за всё — от темных пятен на его лике до мощных вспышек, извергающихся в космос. Из-за разрушительного воздействия солнечных бурь нам необходимо понимать, что происходит внутри. Наблюдать недра напрямую невозможно, поэтому до сих пор ученые полагались на модели, основанные на упрощенных допущениях, которые могут быть неточными.

Чтобы получить лучшее представление о процессах внутри Солнца, исследователи из Индии загрузили 30 лет ежедневных магнитных карт со спутников (с 1996 по 2025 год) в сложную 3D-модель солнечного динамо — физического процесса, генерирующего магнитное поле звезды. Используя эти реальные данные, они смогли отследить, как магнитные поля движутся глубоко под поверхностью, куда спутники проникнуть не могут.

Для проверки модели ученые попросили ее воссоздать солнечные циклы (11-летние циклы магнитной активности), происходившие с 1996 по 2025 год. Сравнив результаты моделирования с реальными данными, они обнаружили поразительно точное совпадение со спутниковыми измерениями.

Модель также зафиксировала, как со временем солнечные пятна перемещаются от высоких широт к экватору. Это важно, поскольку такое движение указывает на приближение солнечного цикла к своему пику.

Более точные прогнозы

Кроме того, ученые проверили прогностическую способность модели. Они остановили поток данных на определенном моменте, а затем предложили модели спрогнозировать дальнейшие события. Она точно предсказала ключевые особенности солнечных циклов на три-четыре года вперед.

«Ассимилируя данные наблюдений в 3D-модель динамо, наш метод прокладывает путь для будущих временных, а также широтных прогнозов появления активных областей на поверхности и деталей солнечного цикла», — прокомментировали ученые в своей статье.

Это исследование приближает нас к пониманию в реальном времени того, что происходит глубоко под поверхностью Солнца. Эти знания помогут лучше подготовиться к потенциальным сбоям в инфраструктуре на Земле и защитить спутники, от которых зависят связь и навигация.

Солнечные вспышки и корональные выбросы массы могут вызывать геомагнитные бури, которые нарушают работу спутников, систем GPS, радиосвязи и даже приводят к отключениям электроэнергии, как это произошло во время знаменитой «Солнечной бури Хэллоуина» в 2003 году. Новый метод прогнозирования может стать важным инструментом для служб космической погоды по всему миру.