5 Minutės
Galite klausyti Saulės, jei būsite kantrūs ir pritaisysite tinkamus instrumentus. Beveik 40 metų pasaulinis spektrometrų tinklas tai ir darė, matuodamas smulkius saulės spindulių virpesius, kurie atskleidžia žvaigždės vidinį judėjimą. Šie ilgi įrašai dabar rodo, kad ne tiek paprastas saulės aktyvumo silpnėjimas ar stiprėjimas, kiek magnetinės energijos persiskirstymas po fotosfera.
Klausantis žvaigždės: atradimo metodai
Ši technika vadinama helioseizmologija. Kaip seisminės bangos Žemėje, garso bangos sklinda per Saulę ir verčia jos paviršių svyruoti. Šie svyravimai pasireiškia atskiromis dažnių juostomis, vadinamomis p-modų svyravimais, kurie tiria skirtingus gylius. Žemo dažnio modai tiria gilesnius sluoksnius; aukšto dažnio modai yra jautrūs išoriniams keliems šimtams iki tūkstančio kilometrų.
Birmingemo saulės svyravimų tinklas, arba BiSON, stebi šiuos svyravimus nuo 1970-ųjų. Turėdamas šešis spektrometrus išdėstytus aplink pasaulį, BiSON beveik nuolat stebi subtilius Doplerio poslinkius saulės šviesoje, kuriuos sukelia Saulės vidinės garso bangos. Naujos analizės autoriai surinko beveik keturias dešimtis metų Doplerio greičio įrašų, apimančių 22–25 saulės ciklus, ir padalino svyravimų duomenis į tris dažnių juostas: žemą, vidutinę ir aukštą.
Kodėl dalinti dažnius? Todėl, kad skirtingo tono bangos pasiekia ir reaguoja į skirtingus sluoksnius. Lygindami vidinius signalus su gerai žinomais paviršiaus indikatoriais — saulės dėmių skaičiumi ir radijo emisijų matavimais — mokslininkai gali patikrinti, ar Saulės vidaus ir išorės elgsena išlieka glaudžiai susijusi, ar ši sąsaja keičiasi.
Aptikti pokyčiai: magnetinė veikla artėja prie paviršiaus
Rezultatas buvo netikėtas. Paviršiaus indikatoriai pastaraisiais ciklais linko rodyti aktyvumo mažėjimą — 24-asis ciklas buvo ypač silpnas pagal saulės dėmes ir kai kurias radiacijos juostas — todėl buvo tikimasi, kad 25-asis ciklas tą tendenciją tęstų. Tačiau aukšto dažnio svyravimai, kurie jaučia ploniausius po paviršiumi esančius sluoksnius, elgėsi panašiau į senesnius, aktyvesnius ciklus. Trumpai tariant: išorinė Saulės atmosfera atrodo ramesnė, tuo tarpu labai arti paviršiaus esantis vidus yra aktyvesnis.
Saulės aktyvumo palyginimas saulės maksimumo metu (kairėje, užfiksuota 2014 m.) ir kur kas ramesnio saulės minimumo (dešinėje, užfiksuota 2019 m.).
Mokslininkai šį modelį interpretuoja kaip magnetinės veiklos susitraukimą į plonesnį sluoksnį po matomu paviršiumi, maždaug 1 000 kilometrų storio. Tai nėra smulkmena. Magnetiniai laukai valdo žybsnius ir koronos masių išmetimus, kurie savo ruožtu formuoja kosminę meteorologiją. Jei magnetinė energija reorganizuojasi į seklesnius sluoksnius, tai gali pakeisti, kada ir kaip Saulė išlaisvina šią energiją į heliosferą.
Birmingemo universiteto astrofizikas Billas Chaplinas, vadovavęs tyrimui, pažymi, kad tendencija išryškėjo tik dėl BiSON ilgaamžiškumo. Ilgos stebėjimų eilutės yra būtinos, kai bandai atskirti įprastą 11 metų saulės ciklo bangavimą nuo ilgalaikio struktūrinio poslinkio. Jai pritaria Jėjaus universiteto astronomė Sarbani Basu, bendraautorė, kuri priduria, kad ryšys tarp vidinių svyravimų ir paviršiaus aktyvumo keitėsi per pastaruosius ciklus — anksčiau tas ryšys buvo tvirtesnis.
Kodėl tai svarbu Žemei ir teorijai
Kosminė meteorologija nėra abstrakcija. Energingi žybsniai ir koronos masių išmetimai gali pakenkti palydovams, sutrikdyti GPS ir ryšį bei indukuoti sroves elektros tinkluose. Prognozuoti šias grėsmes priklauso nuo modelių, kurie susieja magnetinio lauko generavimą gilumoje su magnetinėmis struktūromis, kurias stebime ant paviršiaus ir koronoje.
Jei Saulė iš tiesų keičia būdą, kaip kaupia magnetinę energiją, modeliai turės prisitaikyti. Magnetizmas, labiau ribojamas prie paviršiaus, gali pakeisti išsiveržimų laiką ir pobūdį. Tai taip pat gali paveikti pačią saulės dinamo mechaniką — turbulentišką plazmos judėjimo ir diferencialinės rotacijos procesą, kuris kas maždaug 11 metų formuoja ir apverčia Saulės didelio masto magnetinį lauką.
Iš praktinės pusės prognozavimo patobulinimai yra įmanomi. Susiedami tam tikrus svyravimų parašus su vėlesniais kosminės meteorologijos rezultatais galime sukurti papildomus ankstyvo įspėjimo indikatorius. Reikia pabrėžti, kad dabartiniai rezultatai yra ankstyvas etapas, ne galutinis verdiktas. Tolesnis BiSON stebėjimas per likusį 25-ą ciklą ir į 26-ą, kuris tikimasi apie 2030 metus, parodys, ar šis modelis stabilizuojasi, apsiverčia ar dar labiau kinta.
Ekspertų įžvalga
'Ilgi, nuoseklūs įrašai suteikia mums pranašumą, kurio negalime gauti iš atskirų momentinių duomenų,' sako išgalvota astrofizikė dr. Elena Ruiz, nacionalinės kosminės agentūros saulės fizikos specialistė. 'Įsivaizduokite tai kaip širdies ritmo klausymą dešimtmečiais vietoje vieno apsilankymo klinikoje. Maži pokyčiai, kurie kartojasi iš ciklo į ciklą, atskleidžia fiziologinius poslinkius. Saulės atveju šie poslinkiai rodo, kad magnetinė energija yra perkuriama arčiau paviršiaus, o tai subtiliai gali pakeisti tiek ritmą, tiek protrūkius.' Jos požiūris pabrėžia, kodėl kantrus stebėjimas svarbus tiek teorijai, tiek praktiniam prognozavimui.
Išvada
Saulė išlieka dinamiška, kintanti žvaigždė. Tai, kas anksčiau atrodė kaip nuoseklus paviršiaus aktyvumo silpnėjimas, dabar pasirodo sudėtingiau: išorinis nurimimas susijęs su magnetinio elgesio koncentracija tuoj po paviršiumi. BiSON beveik 40 metų įrašai pateikė pirmuosius aiškius įrodymus apie šią subtilią reorganizaciją. Artimiausi stebėjimų metai parodys, ar tai laikina anomalija, ar naujas Saulės elgsenos režimas, ir bet kuris iš rezultatų padės patikslinti mūsų supratimą apie tai, kaip tokios žvaigždės kaip mūsų veikia ir įtakoja savo planetų sistemas.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą