Учёные МГУ изучили потоки плазмы под активной областью на Солнце

Авторы проанализировали данные о подфотосферных течениях в активной области NOAA 11158 за февраль 2011 года и обнаружили кольцеобразные структуры под солнечными пятнами.

Учёные Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова изучили, как движется вещество под поверхностью Солнца рядом с активной областью — участком с сильными магнитными полями, где возникают вспышки. Объектом исследования стала активная область NOAA 11158, которую наблюдали в феврале 2011 года. В ней были сложная многополярная структура, вращающиеся пятна и мощные выбросы плазмы.

Для анализа использовали гелиосейсмологию — метод, при котором Солнце «просвечивают» акустическими волнами. Данные охватывали глубины от 0,5 до 19 тысяч километров под фотосферой. Горизонтальные скорости на видимой поверхности определяли по оптическим снимкам, вертикальные — по доплеровскому сдвигу спектральных линий. Вертикальные скорости в приповерхностных слоях часто определяются неверно, иногда даже с противоположным знаком, поэтому авторы восстановили их по расходимости горизонтальных потоков через уравнение непрерывности.

В центрах супергранул — конвективных ячеек размером в десятки тысяч километров — вещество поднимается, а по краям опускается. Это соответствует классическим представлениям о солнечной конвекции. Под солнечными пятнами на глубинах от 0,5 до 6 тысяч километров обнаружились кольцеобразные структуры: плазма растекается внутрь и наружу, а внутри колец опускается вниз. По мнению авторов, они имеют конвективную природу и похожи на структуры, ранее описанные вокруг одиночных пятен.

Учёные выделили три этапа эволюции течений: спокойное состояние, формирование потоков и стабилизировавшиеся быстрые течения. В спокойный период на глубине около 8,5 тысячи километров наблюдался минимум корреляции между вертикальными скоростями и расходимостью горизонтальных потоков. Исследователи предполагают, что здесь проходит нижняя граница слоя супергрануляции. Когда появились быстрые потоки, минимум исчез, а корреляция на этих глубинах заметно выросла.

Авторы отмечают, что даже грубые расчёты, основанные на ряде допущений, позволяют увидеть тонкую структуру подфотосферных течений, которую трудно выявить прямыми гелиосейсмологическими инверсиями. Дальше исследование планируют распространить на другие активные области и спокойные участки Солнца, чтобы понять, насколько широко распространены кольцевые структуры. Работа опубликована в журнале «Солнечно-земная физика».

Поиск