Astrofyzici vytvorili model, ktorého vývoj trval viac ako desať rokov. Využili na to superpočítač úradu NASA.
Ilustrácia magnetických polí Slnka na snímke Slnka, ktorú zachytilo observatórium Solar Dynamics Observatory NASA v roku 2016. Zdroj: NASA/SDO/AIA/LMSAL
Slnečný povrch je zmesou horúcich zlatistých erupcií a škvŕn, poháňaných slnečným magnetickým poľom, ktoré je vnútorne generované procesom nazývaným dynamo. Astrofyzici doteraz predpokladali, že pole tejto veľkej hviezdy pramení hlboko v jej útrobách. Vedci z MIT však zistili, že slnečná aktivita sa môže formovať oveľa bližšie k povrchu, než sa doteraz predpokladalo.
Zistenie toho, ako funguje magnetické pole Slnka, nám pomôže spresniť predpovede vesmírneho počasia, ktoré narúša naše GPS a komunikačné satelity. Budeme tiež lepšie predpovedať krásnu polárnu žiaru.
Slnečné škvrny. Zdroj: NASA Goddard
Na Slnku sa póly menia
Prúdenie plazmy v Slnku vytvára magnetické pole hviezdy. To znamená, že Slnko má dva magnetické póly, podobne ako Zem, no na rozdiel od nej sa každých 11 rokov póly vymenia. Ako hviezda prechádza týmto cyklom, postupne sa presúva medzi obdobiami nízkej a vysokej aktivity.
Magnetické pole hrá dôležitú úlohu v slnečných erupciách – explóziách, ktoré vystreľujú energiu, svetlo a vysokorýchlostné častice do vesmíru, ako aj výrony koronálnej hmoty a slnečné magnetické búrky, ktoré vypudzujú plyn.
Dynamo pracuje vďaka diferenciálnej rotácii Slnka a cirkulácii plazmy vnútri hviezdy. Vzniká v oblastiach, kde sa pohybuje veľa plazmy okolo inej masy plazmy, a tento pohyb premieňa kinetickú energiu na magnetickú.
Práve teraz sa Slnko blíži ku koncu cyklu a dochádza k vrcholnej aktivite jeho maxima. V súčasnosti zažíva intenzívne slnečné búrky, ktoré vedú k rozsiahlym polárnym žiaram. Začiatkom mája 2024 sme mohli byť svedkami najsilnejšej geomagnetickej búrky od roku 2003. Tá spôsobila, že polárnu žiaru bolo vidieť aj v našich končinách.
Spleť magnetických polí vychádzajúcich z oblasti slnečných škvŕn. Zdroj: National Science Foundation
Študovanie magnetického poľa Slnka
Slučkové magnetické siločiary Slnka, ktoré tvoria spletitú sieť štruktúr zložitejších, ako sú tie na Zemi, je ťažké študovať priamo. Aby vedci pochopili, čo sa na Slnku deje, vytvárajú matematické modely.
Nový model, ktorého vývoj trval viac ako desať rokov, využil superpočítač úradu NASA na vykonanie podrobných výpočtov. Odborníci na 3D modeloch študovali, ako malé zmeny vo vnútornom toku plazmy môžu viesť k rozdielom v magnetickom poli hviezdy. Zamerali sa na stabilitu jej toku v blízkosti povrchu a pýtali sa, či tento proces môže stačiť na vysvetlenie pôvodu dynamo procesu.
Na simuláciách tím zistil, že zmeny v toku plazmy, iba v rámci 5 až 10 percent povrchových vrstiev Slnka, stačili na vytvorenie magnetických štruktúr (škvrny, koróna a erupcie) v rovnakých oblastiach – blízko rovníka, kde sa naozaj aj vyskytujú. Keď na modeli nastavili, že k zmenám dochádza hlbšie pod povrchom, vznikala aktivita v blízkosti slnečných pólov, kde sa v skutočnosti zvyčajne nevyskytujú.
Nová hypotéza tvrdí, že magnetické pole vzniká približne 32-tisíc kilometrov pod povrchom Slnka.
V budúcnosti sa chcú vedci zamerať na spresnenie týchto modelov a testovanie ich predpovedí na základe pozorovaní Slnka. Plánujú vytvoriť nové simulácie, aby zistili, či dokážu replikovať jednotlivé slnečné škvrny a dokonca aj celý 11-ročný slnečný cyklus.
Zdroj: Smithsonians, Science Daily, Quark
(JM)
