Солнечное магнитное поле подчиняется законам турбулентности

Магнитное поле нашей звезды, Солнца, оказалось подвержено одному из самых известных законов физики, касающихся турбулентности. Исследователи из Пермского Политеха впервые обнаружили, что колебания магнитного поля на полюсах Солнца подчиняются принципам, которые в 1941 году вывел советский математик Андрей Колмогоров. Об этом сообщает пресс-служба ПНИПУ.

Солнце представляет собой огромный шар, наполненный плазмой, где под его поверхностью располагается конвективная зона. В этом слое раскаленное вещество постоянно перемешивается: горячие потоки поднимаются к поверхности, а остывшие опускаются вниз. Именно в этой турбулентной среде формируется магнитное поле, которое влияет на появление солнечных пятен, вспышек и выбросов плазмы.

Однако напрямую исследовать внутренние процессы Солнца невозможно, поэтому ученые ориентируются на косвенные данные. Обычно для таких исследований изучают солнечные пятна, но команда ученых из Пермского Политеха, Института механики сплошных сред УрО РАН и ИЗМИРАН решила обратиться к полюсам звезды.

В ходе работы исследователи проанализировали почти полвека наблюдений магнитного поля, собранных американской обсерваторией имени Уилкокса. Они использовали метод вейвлет-анализа, который позволяет выделять колебания различной длительности и отслеживать их изменения со временем.

Результаты анализа демонстрируют, что магнитное поле на полюсах Солнца не проявляет хаотичного поведения, а подчиняется универсальному закону турбулентности, сформулированному Колмогоровым. Этот закон описывает распределение энергии между крупными и мелкими вихрями в турбулентных потоках, таких как в атмосфере или океанах. Теперь выяснили, что аналогичные принципы действуют и в магнитном поле Солнца.

Это открытие играет ключевую роль в понимании механизмов, по которым в недрах звезды образуется и развивается ее магнитное поле, вызывающее солнечные пятна, вспышки и корональные выбросы.

По мнению ученых, современные компьютерные модели должны учитывать не только 11-летний цикл солнечной активности, но и выявленный закон распределения магнитных колебаний. Это позволит более точно прогнозировать солнечные вспышки и связанные с ними магнитные бури, которые могут оказывать влияние на работу спутников, навигационных систем и электросетей на Земле.

Читайте также: