Saulės aktyvumą lemia magnetiniai procesai žvaigždėje. Visa magnetinių reiškinių įvairovė kyla dėl Saulės dinamo, kuris skirstomas į du tipus: didelio ir mažo mastelio. Mažo mastelio dinamas kyla dėl gana chaotiško magnetinio lauko linijų tampymosi turbulentiškoje plazmoje.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Saulės plazma tikrai yra turbulentiška – tą puikiai atskleidžia granulės, kuriose karšta plazma kyla į paviršių – tačiau iki šiol nebuvo aišku, ar to pakanka mažo mastelio dinamui formuotis. Nagrinėjant šį procesą įvairiuose eksperimentuose bei skaitmeniniais modeliais pastebėta, kad dinamas tuo stipresnis, kuo aukštesnis vadinamasis Prandtlo skaičius.
Šis skaičius nurodo terpės klampos ir magnetinio lauko sklaidymosi santykį. Iki šiol visi bandymai modeliuoti Saulės magnetinį lauką ir susijusius reiškinius buvo atliekami su Prandtlo skaičiumi lygiu vienetui ar daugiau, tačiau stebėjimai rodo, kad šis parametras mūsų žvaigždėje yra bent 10 tūkstančių kartų mažesnis.
Taigi pagrįstai kilo klausimas, ar Saulėje tikrai gali susidaryti mažo mastelio dinamas, ar, priešingai, magnetiniai netolygumai išsisklaido nespėję reikšmingai išaugti. Naujame tyrime pateikiamas aiškus teigiamas atsakymas – mažo mastelio dinamas Saulėje veikia.
Naudodami vienus galingiausių superkompiuterių Europoje, mokslininkai suskaičiavo ypatingai detalų Saulės regiono modelį, kuriame įtraukė magnetinius procesus su labai žemais Prandtlo skaičiais. Nors Saulei būdingų verčių dar nepavyko pasiekti, visgi pastebėta įdomi tendencija: kai Prandtlo skaičius sumažėja iki 0,05, dinamo generavimas, toliau mažėjant parametrui, tampa vis efektyvesnis.
Tendencija galioja bent jau iki mažiausių modeliuotų Prandtlo skaičių – 0,0031. Ir kuo mažesnis Prandtlo skaičius, tuo panašesnis modelyje gaunamas plazmos greičio laukas ir magnetinis laukas į realiai stebimus. Taigi galima tikėtis, jog ir prie mažesnių skaičių dinamas turėtų būti generuojamas efektyviai.
Šis atradimas – labai svarbus žingsnis siekiant vis geriau prognozuoti Saulės aktyvumą: žybsnius, vainikinės masės išmetimus ir įvairius Saulės vėjo sustiprėjimus. Visi šie reiškiniai gali pakenkti Žemei, žmonėms ir ypač mūsų kosminiams aparatams. Taigi kuo geriau suprasime, kaip vystosi Saulės magnetinis laukas, tuo geriau galėsime išvengti blogiausių jo poveikių.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature Astronomy“.
Paieška archyve
