Магнитное поле - ключ к Солнцу

Солнечные магнитные поля

Магнитное поле по современным представлениям формируется внутри Солнца в его конвективной зоне, расположенной непосредственно под солнечной поверхностью (фотосферой). Роль магнитного поля в динамике происходящих на Солнце процессов - огромна. Судя по всему, оно является ключом ко всем активным явлениям, происходящим в солнечной атмосфере, в том числе к солнечным вспышкам. Можно сказать, что если бы Солнце не обладало магнитным полем, то оно было бы крайне скучной звездой.

Многие объекты, наблюдаемые на Солнце, также обязаны своим происхождением магнитному полю. Так, например, солнечные пятна представляют собой места, где гигантские магнитные петли, всплывающие из недр Солнца, проникают сквозь солнечную поверхность. Именно по этой причине группы пятен, как правило, состоят из двух областей различной магнитной полярности - северной и южной. Эти две области соответствуют противоположным основаниям всплывающей магнитной трубки. Цикл солнечной активности также является результатом циклических изменений магнитного поля, происходящих в солнечных недрах. Протуберанцы, которые как бы парят в пустоте над поверхностью Солнца, в действительности поддерживаются линиями магнитного поля, которыми они пронизаны. Наконец, многие объекты, наблюдаемые в короне, в частности стримеры и петли, просто повторяют своей формой топологию окружающих их магнитных полей.

Измерения магнитных полей

Магнитное поле влияет на движение попадающих в него заряженных частиц. По этой причине входящие в состав любого атома электроны, вращающиеся вокруг ядра в одном направлении, попав в магнитное поле увеличат свою энергию, в то время как электроны, вращающиеся в другом направлении, свою энергию уменьшат. Этот эффект (эффект Зеемана) приводит к расщеплению линий излучения атома на несколько компонент. Измерение этого расщепления позволяет определять величину и направление магнитного поля на удаленных от нас объектах, недоступных для прямого исследования, таких как Солнце. Современные методы измерения позволяют с высокой точностью определять поле на поверхности Солнца, однако часто бессильны при измерении трехмерного поля в солнечной короне. В этом случае для  восстановления полной трехмерной картины поля по поверхностным измерениям используются особые математические методы.

Предсказание космической погоды

Понимание природы солнечного магнитного поля и его поведения позволит делать более надежные предсказания космической погоды. В настоящее время известны некоторые косвенные признаки, указывающие на то, что в активной области может произойти вспышка. Однако более долгосрочные предсказания, такие, например, как предсказание продолжительности будущего солнечного цикла, все еще являются чрезвычайно неточными и основываются не на строгих физических моделях, а на поиске разного рода эмпирических зависимостей. Тем не менее мы надеемся, что в скором будущем мы сможем понять Солнце достаточно хорошо, чтобы моделировать его будущую активность и предсказывать космическую погоду так же, как сейчас предсказывается погода на Земле.

© ТЕСИС: www.tesis.lebedev.ru