Дали планетарният прилив ще принуди редовно синхронизиране на слънчеви петна?

Ултравиолетово изображение на слънцето, покрито с карта на неговите линии на магнитното поле. Изображение чрез NASA / SDO / AIA / LMSAL.

От Кимбърли MS Cartier, препечатано с разрешение от Eos .

За повече от 1000 години броят на слънчевите петна достигна минимум в рамките на няколко години след голямо планетарно изравняване. Скорошно проучване показа, че приливите и отливите, създадени от това привеждане в съответствие на всеки 11 години, са достатъчно силни, за да влачат материал в близост до слънчевата повърхност и да синхронизират локализирани промени в магнитното му поле.

Франк Стефани, водещ автор на изследването, каза пред Eos .

От историческите данни забелязахме, че в цикъла на слънчевите петна има удивителна степен на редовност.

Стефани е научен сътрудник по динамика на течността в Хелмхолц-Зентрум Дрезден-Росендорф в Дрезден, Германия. Той каза:

Определено имаме часовник процес. Но тогава въпросът беше: Какъв е часовникът?

Изследването се разширява върху общоприетия модел за соларното динамо и подкрепя дълга теория, че планетарните конфигурации са отговорни за цикъла на слънчевите петна и магнитния слънчев цикъл.

Рани, усукани и нестабилни

Като гигантска въртяща се топка от плазма, магнитното поле на слънцето е изключително сложно. Линиите на магнитното поле започват като успоредни линии, които вървят от северния към южния полюс. Но тъй като слънцето се върти по-бързо в екватора си, отколкото на полюсите си, тези линии от магнитно поле от полюс към полето бавно се навиват и увиват около слънцето, като се простират като тафти от средата на линията, за да станат хоризонтални.

Опростена схема на единична линия на магнитно поле, когато се увива около слънцето (омега ефект) и след това се усуква върху себе си (алфа ефект). Стрелките показват посоката, в която се движи слънчевият материал, докато влачи линията на полето с него. Изображение чрез NASA / MSFC.

Върху въртеливото движение на слънчевата плазма конвекцията премества материал от екватора до полюсите и обратно. Това усуква линиите на полето една около друга в бримки и спирали.

Навиването и усукването на линиите на магнитното поле на слънцето са описани от модела на алфа-омега динамо. В този модел алфа представлява усукване, а омега представлява опаковането. Заплетените полеви линии могат да създадат нестабилност в локалното магнитно поле и да причинят слънчеви петна, изблици или масови изхвърляния.

Този модел е общоприетото обяснение за поведението на магнитното поле на слънцето, но не е перфектно, обясни Стефани. Той прогнозира, че усукването на нестабилността ще се колебае на случаен принцип на всеки няколко години. Но моделът не може да обясни защо броят на слънчевите петна изсъхва и намалява за приблизително 11-годишен цикъл или защо слънчевото магнитно поле обръща полярността на всеки 22 години.

Прилив, ниска активност

Друг феномен на Слънчевата система се случва на всеки 11 години: Венера, Земята и Юпитер се подравняват в орбитите си. Тези три планети имат най-силния прилив на слънцето, първата две поради близостта им до слънцето, а третата заради масата си. Минали наблюдателни проучвания показват, че минимумите в цикъла на слънчевите петна са възникнали в рамките на няколко години след това изравняване за последните 1000 години или повече. Стефани каза:

Ако погледнете тенденцията, тя има удивителен паралелизъм.

Изследователите искаха да проверят дали планетарното изравняване може да повлияе на алфа ефекта на слънцето и да принуди междупланетен отлив на равни интервали от време. Екипът започна със стандартен алфа-омега динамо модел и добави малък приливен влекач към алфа ефекта на всеки 11 години, за да симулира изравняването. Стефани обясни:

Нашият модел на динамо не е напълно нов. We re наистина се гради върху старомодното или конвенционално алфа-омега динамо.

Симулацията показа, че дори слаб приливен влекач от 1 метър [около 1 двор] в секунда на всеки 11 години принуждава нестабилни магнитни обрати да пулсират със същия този период. Симулираната полярност на динамо осцилира с 22-годишен период точно като истинското слънчево динамо. Стефани каза:

С малко от тази периодична алфа, ние наистина можем да синхронизираме динамо периода до 22 години [с] планетарно принуждаване.

Тъй като тези магнитни нестабилности са свързани със слънчевата активност, изследователите твърдят, че тази синхронизация може също да потисне (или да генерира) слънчеви петна през слънцето приблизително по едно и също време - с други думи, цикъла на слънчевите петна. Екипът публикува тези резултати в „ Соларна физика“ в края на май 2019 г.

Противопоказен резултат?

Стив Тобиас е изследовател на слънчевото динамо в университета в Лийдс в Обединеното кралство, който не е участвал в това изследване. Той каза:

Това е интригуваща хартия.

Тобиас твърди, че комбинираните планетарни приливи и отливи са твърде слаби, за да определят директно дължината на слънчевия цикъл. Плазмената динамика дълбоко в слънцето е по-вероятната причина, каза той пред Eos .

Независимо от това, каза той, това проучване

… Изглежда показва, че дори малко количество принуждаване от приливни процеси може да даде резонансна синхронизация на цикъла. Този контраинтуитивен резултат трябва да се изследва допълнително чрез изследване на поведението на проксита за слънчева активност, като скоростите на производство на изотопи на берилий, депозирани в ледени ядра.

Възможно е други планетни системи да имат прилично доминиращи планети, които да резонират със своите слънца, както нашите, каза Стефани, но вероятно няма да успеем да го докажем. За повечето звезди той каза:

... имаме наблюдения от около 40 години. И хората са щастливи, ако успеят да идентифицират два или три или четири периода. Само за нашето Слънце имаме всички исторически наблюдения. Имаме данни за берилий. Можем да се върнем за хиляди години.

Нашето слънце е съвсем обикновена звезда, но е доста специално в този смисъл.

Долен ред: Новите изследвания сочат, че редовното подреждане на планетите прави достатъчно силен влекач, за да регулира слънчевите 11- и 22-годишни цикли.

Via Eos