Глобальне магнітне поле Сонця проходить через регулярні 11-річні цикли, на піку яких його полюси міняються місцями. Ці коливання визначають і циклічну активність зірки, включаючи інтенсивність випромінювання і викиду речовини. Вважається, що ці процеси направляється «магнітним динамо» в надрах Сонця, де величезної маси розпеченої плазми перемішуються під дією магнетизму і конвекції, хоча цей механізм, поки що, ще дуже погано вивчений.
Також не зовсім зрозуміла тривалість циклу активності Сонця. Інші зірки сонячного типу демонструють зв’язок тривалості циклів зі швидкістю обертання, проте саме Сонце вибивається з їх ряду. У зв’язку з цим часто виникає парадоксальне, на перший погляд, питання: Наскільки Сонце відноситься до зірок сонячного типу? Деяких це дуже хвилює, адже саме вивчаючи Сонце, ми отримуємо велику частину даних про фізику й еволюцію зірок. І якщо Сонце є рідкісним винятком, а не типовим випадком, це ставить під сумнів наші уявлення про нього.
Комп’ютерного моделювання
На щастя, авторам нової роботи вдалося показати, що в Сонці немає нічого незвичайного У статті, опублікованій журналом Science Sciencemag, Антуан Струґарек (Antoine Strugarek) і його колеги з Канади й Франції представили результати комп’ютерного моделювання турбулентних процесів, що відбуваються в «магнітному динамо» Сонця. Точніше кажучи, в його конвективній зоні – області, на яку припадає близько 40% надр зірки і яка відіграє ключову роль у перемішуванні її речовини.
Гобальне магнітне поле Сонця
Те, що відбувається, можна порівняти з перемішуванням води в каструлі, що підігрівається на вогні. Конвекція, пов’язана з теплообміном, викликає рух зарядженої плазми. Завдяки цьому виникає глобальне магнітне поле Сонця, що задає циклічну активність процесів у верхніх шарах зірки, включаючи атмосферу. Струґареку і його співавторам вдалося змоделювати ці процеси для конвективних зон Сонця та інших зірок його типу, точні дані по яким були зібрані космічним телескопом Gaia.
Число Россбі
Моделювання дозволило показати, що цикли магнітної активності зірки корелюють з періодичністю її обертання, а також з її яскравістю. Чим швидше зірка обертається, тим довші цикли активності, чим яскравіше вона випромінює – тим вони коротші. Цей зв’язок описується числом Россбі, величиною, яка описує вплив обертання на обертовий потік (наприклад, торнадо). Тривалість циклів обернено пропорційна цього числа. При цьому ж саме Сонце підпорядковується цій залежності не гірше за інших, так що з повним правом може вважатися зіркою сонячного типу.