Плазменный поток у поверхности Солнца объясняет солнечные пятна и другие солнечные явления

В исследовании Вашингтонского университета, опубликованном в этом месяце в журнале Physics of Plasmas, предлагается модель движения плазмы, которая объясняет 11-летний цикл солнечных пятен и несколько других ранее загадочных свойств Солнца.
«Наша модель полностью отличается от обычного изображения Солнца», – сказал первый автор Томас Джарбо, профессор аэронавтики и космонавтики из Университета штата Вашингтон. "Я действительно думаю, что мы первые люди, которые рассказывают вам природу и источник солнечных магнитных явлений – как работает Солнце."
Авторы создали модель на основе своей предыдущей работы с исследованиями термоядерной энергии. Модель показывает, что тонкий слой под поверхностью Солнца является ключом ко многим особенностям, которые мы видим с Земли, таким как солнечные пятна, инверсия магнитного поля и солнечный поток, и подтверждается сравнениями с наблюдениями за Солнцем.

«Данные наблюдений являются ключом к подтверждению нашей картины функционирования Солнца», – сказал Джарбо.
В новой модели тонкий слой магнитного потока и плазмы, или свободно плавающих электронов, движется с разной скоростью в разных частях Солнца. Разница в скорости между потоками создает изгибы магнетизма, известные как магнитная спиральность, которые похожи на то, что происходит в некоторых концепциях термоядерных реакторов.

«Каждые 11 лет солнце увеличивает этот слой до тех пор, пока он не становится слишком большим, чтобы оставаться стабильным, а затем он спадает», – сказал Джарбо.

Его выход обнажает нижний слой плазмы, движущийся в противоположном направлении с перевернутым магнитным полем.
Когда контуры в обоих полушариях движутся с одинаковой скоростью, появляется больше солнечных пятен. Когда схемы различаются по скорости, активность солнечных пятен снижается.

Это несоответствие, по словам Джарбоу, могло произойти в течение десятилетий небольшой активности солнечных пятен, известной как «минимум Маундера»."
«Если два полушария вращаются с разной скоростью, то солнечные пятна около экватора не будут совпадать, и все это умрет», – сказал Джарбо.
«Ученые думали, что солнечное пятно образовалось на 30% глубины Солнца, а затем появилось в виде скрученной веревки плазмы, которая выскочила наружу», – сказал Джарбо. Вместо этого его модель показывает, что солнечные пятна находятся в «супергранулах», которые образуются в тонком подповерхностном слое плазмы, толщина которого, по расчетам исследования, составляет примерно от 100 до 300 миль (от 150 до 450 километров), что составляет долю от 430 000 солнечных. -мильный радиус.

"Солнечное пятно – удивительная вещь. Там ничего нет, и внезапно вы видите это в мгновение ока ", – сказал Джарбо.

Предыдущее исследование группы было сосредоточено на термоядерных реакторах, в которых используются очень высокие температуры, аналогичные тем, что внутри Солнца, для отделения ядер водорода от их электронов. И на Солнце, и в термоядерных реакторах ядра двух атомов водорода сливаются вместе, высвобождая огромное количество энергии.

Тип реактора, на котором сосредоточился Джарбо, сферомак, содержит электронную плазму внутри сферы, которая заставляет ее самоорганизовываться в определенные структуры. Когда Джарбой начал рассматривать Солнце, он увидел сходство и создал модель того, что может происходить с небесным телом.

«В течение 100 лет люди изучали это», – сказал Джарбо. "Многие из наблюдаемых нами функций ниже разрешения моделей, поэтому мы можем найти их только в расчетах."
По его словам, другие свойства, объясняемые теорией, включают поток внутри Солнца, скручивающее действие, которое приводит к появлению солнечных пятен, и общую магнитную структуру Солнца.

Документ, вероятно, вызовет бурную дискуссию, сказал Джарбо.
«Я надеюсь, что ученые взглянут на свои данные в новом свете, а исследователи, которые работали над сбором этих данных всю свою жизнь, получат новый инструмент, чтобы понять, что все это означает», – сказал он.
Исследование финансировалось U.S. Департамент энергетики.

Соавторами являются аспиранты UW Томас Бенедетт, Кристофер Эверсон, Кристофер Хансен, Дерек Сазерленд, Джеймс Пенна, докторанты UW Аарон Хоссак и Джон Бенджамин О’Брайан, членский профессор UW Брайан Нельсон и Кайл Морган, бывший аспирант UW. сейчас в CTFusion в Сиэтле.

Пластиковые машины