Ученые из Германии вычислили, что магнитное поле Солнца отчасти формируют приливные силы Венеры, Земли и Юпитера. Они усиливают альфа-эффект солнечного динамо и запускают механизм смены знака магнитного поля. Результаты работы опубликованы в журнале Solar Physics, сообщается в пресс-релизе Центра имени Гельмгольца в Дрезден-Россендорфе (HZDR).
На магнитное поле Солнца влияют два явления: омега-эффект и альфа-эффект. Омега-эффект вызван вращением горячей плазмы светила, он отвечает за два кольцевых магнитных поля к северу и югу от экватора. Альфа-эффект генерирует магнитное поле вдоль линий долгот Солнца. Вместе оба эффекта называют «альфа-омега динамо». Если происхождение первого эффекта ясно, то что вызывает альфа-эффект, было не известно. Найти причины этого явления решили ученые из HZDR.
Примерно каждые 11 лет магнитное поле Солнца меняется, сопровождаясь сильнейшей активностью и темными пятнами на поверхности. Это заметил еще русский ученый Александр Чижевский, который связывал с пиками солнечной активности социальные взрывы на Земле.
«Интересно, что каждые 11,07 лет Солнце, Венера, Земля и Юпитер выстраиваются на одной линии. Мы задали вопрос: совпадение ли это, что солнечный цикл соответствует циклу соединению или оппозиции трех планет?», — приводит пресс-служба слова физика Френка Стефани (Frank Stefani), сотрудника HZDR и первого автора статьи. Вопрос не нов, но каков физический механизм влияния слабого притяжения трех планет на альфа-омега динамо Солнца?
Путем вычислений, ученые определители, что альфа-эффект подвержен осцилляциям, то есть периодическому усилению. «Импульс для альфа-осцилляции почти не требует энергии. Сила притяжения планет может действовать как усилитель темпа в данном случае», — пояснил Стефани. Большую роль в солнечном динамо играет неустойчивость Рэлея — Тейлора, которая вызывает эффект усиления по нарастающей. Эта неустойчивость возникает всегда, когда достаточно сильные токи идут через проводящую жидкость или плазму. Сверх определенной силы взаимодействие тока с его собственным магнитным полем образует поток, причем, на Солнце он становится турбулентным.
Где именно зарождается альфа-эффект? Согласно господствующим представлениям, он возникает около темных пятен на поверхности звезды. Но авторы статьи встали на альтернативную точку зрения и связали альфа-эффект с право- или леворукостью неустойчивость Рэлея — Тейлора, которая порождается в свою очередь сильно развитыми тороидальными полями в тачоклине — переходной области от зоны лучистого переноса и зоны конвекции внутри Солнца.
«Осцилляции альфа-эффекта, которые возникают примерно каждые 11 лет, могут вызывать смену полярности магнитного поля Солнца и определять таким образом 22-летний цикл солнечного динамо», — сказал Стефани.
Группа Стефани изучает магнитное поле в космосе и на Земле долгие годы. Ее участники первыми доказали в лабораторных экспериментах неустойчивость Рэлея — Тейлора и магниторотационную неустойчивость.
