สนามแม่เหล็กเยือกแข็งของดวงอาทิตย์คืออะไร นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้ค้นพบสนามแม่เหล็กที่แรงที่สุดบนดวงอาทิตย์ในประวัติศาสตร์การวัด

การปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กไดโพลทั่วไปในดวงอาทิตย์ (เช่นเดียวกับในดาวเคราะห์) เป็นข้อเท็จจริงที่พิสูจน์แล้ว เป็นที่ทราบกันดีว่ามีการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและทิศทาง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมสุริยะ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของจำนวนจุดบนดวงอาทิตย์บนพื้นผิวที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์ แต่เปลี่ยนเฟสไป 90? การเปลี่ยนแปลงในขั้วของสนามแม่เหล็กทั่วไปซึ่งบันทึกไว้ที่ขั้วของมัน เมื่อความเข้มเป็น 0 จะเกิดขึ้นในช่วงเวลาของกิจกรรมสุริยะสูงสุด และความเข้มสูงสุด - ประมาณ 1 เกาส์ - จะถูกบันทึกในช่วงเวลาของกิจกรรมสุริยะขั้นต่ำ การดำรงอยู่ของความสัมพันธ์นี้ไม่ต้องสงสัยเลยเพราะความชัดเจน แต่เนื้อแท้ของความสัมพันธ์นั้นไม่ชัดเจน ดังที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน E. Gibson เขียนไว้ในหนังสือของเขาเรื่อง The Calm Sun: "เนื่องจากความซับซ้อนที่ทรยศของภาพทางกายภาพจึงเป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะสาเหตุจากผลกระทบที่นี่ ... สนามแม่เหล็กทั่วไปของดวงอาทิตย์ไม่มี แกนที่กำหนดไว้อย่างดี (ค่าคงที่) และไม่สมมาตร ดังนั้นจึงไม่สามารถพิจารณาได้ว่าเกิดจากไดโพลบางชนิดที่อยู่ในดวงอาทิตย์ ความคิดเห็นนี้มีเหตุผล เนื่องจากมีหลายกรณีที่ในระหว่างตลอดทั้งปี การปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กทั่วไปเพียงขั้วใต้หรือขั้วเหนือของสนามแม่เหล็กทั่วไปจะถูกบันทึกพร้อมกันที่ขั้วเฮลิโอกราฟีของดวงอาทิตย์ทั้งสองขั้ว บนพื้นฐานของกลไกที่ชัดเจนของการหมุนที่แตกต่างกันของดวงอาทิตย์ ซึ่งขึ้นอยู่กับการตกของวัตถุจักรวาลบนดวงอาทิตย์ ทำให้สามารถเปิดเผยธรรมชาติของสนามแม่เหล็กทั่วไปได้ ข้อโต้แย้งควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นการชี้แจงสาระสำคัญทางกายภาพของความสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กทั่วไปของดวงอาทิตย์กับกิจกรรมของดวงอาทิตย์ผ่านการเกิดขึ้นของธรรมชาติที่แตกต่างกันของการหมุน แอมแปร์ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษที่มีชื่อเสียงแย้งว่าสนามแม่เหล็กโลกถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าที่ไหลในปริมาตรของโลกรอบแกนหมุนของมัน ยังไม่ทราบว่าเป็นเช่นนั้นหรือไม่และเกิดขึ้นได้อย่างไร เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กโลกมีการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและทิศทาง ทีนี้กลับมาที่สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ตามคำกล่าวของแอมแปร์เกี่ยวกับโลก การมีอยู่ของการซิงโครไนซ์กระบวนการของกิจกรรมแสงอาทิตย์ การหมุนที่แตกต่างกัน และธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กทำให้เราสามารถระบุสิ่งต่อไปนี้ได้ ความเร็วเชิงมุมของพื้นผิวที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนไปตามความถี่ของการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมสุริยะ มันเพิ่มขึ้นเมื่อทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุจักรวาลขนาดใหญ่ตกลงไปพร้อมกับทิศทางการหมุนของดวงอาทิตย์ และลดลงเมื่อวัตถุเหล่านี้ตกลงสู่การหมุนของมัน การเปลี่ยนแปลงความเร็วเชิงมุมดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นในปริมาตรทั้งหมดของสสารของดวงอาทิตย์ แต่จะเกิดขึ้นเฉพาะในส่วนที่อยู่ติดกับพื้นผิวที่มองเห็นเท่านั้น ซึ่งอันตรกิริยากับสสารของดวงอาทิตย์ส่วนนี้เกิดขึ้นจากสสารของจักรวาล ตกลงบนมัน จากสิ่งนี้ อาจกล่าวได้ว่าส่วนหนึ่งของสสารสุริยะซึ่งตั้งอยู่ใกล้ศูนย์กลางดวงอาทิตย์มากขึ้น ยังคงรักษาความเร็วเชิงมุมไว้ไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากไม่ได้รับอิทธิพลจากภายนอก โดยที่ค่าของโมเมนตัมเชิงมุมไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้น ส่วนของสสารที่อยู่ติดกับพื้นผิวที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์ รวมถึงสุริยโครโมสเฟียร์ที่อยู่ด้านบน จะนำหรือล้าหลังสสารที่เหลือของดวงอาทิตย์ที่กำลังเคลื่อนที่ การปรากฏตัวของการไหลของรังสีดวงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพจากปริมาตรในทิศทางของพื้นผิวด้านนอกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง (ภายใต้อิทธิพลของรังสี) ในทิศทางเดียวกันของอิเล็กตรอนอิสระส่วนหนึ่ง การปรากฏตัวของการกระจัดคงที่ของอิเล็กตรอนและขนาดของมัน (ในสภาวะสมดุลไดนามิก) เกิดจากการปรากฏตัวของแรงชดเชยสำหรับการแผ่รังสี ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกแทนที่ด้วยสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนส่วนเกินในบริเวณรอบนอกของชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่มีประจุไฟฟ้าบวกมากเกินไปในส่วนด้านในของสสารสุริยะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแบบวงกลมเนื่องจากความแตกต่างของความเร็วเชิงมุมของการเคลื่อนที่ ในกรณีนี้ เมื่อความเร็วเชิงมุมของส่วนนอกของดวงอาทิตย์มากกว่าความเร็วเชิงมุมของส่วนใน ทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าจะสอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และในกรณีตรงกันข้ามกับ การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าบวก ดังนั้น ทิศทางของเส้นแรงที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าของสนามแม่เหล็กทั่วไปของดวงอาทิตย์ก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน เนื่องจากจำนวนและมวลรวมของวัตถุจักรวาลที่ตกลงมาในเวลาเดียวกัน (เดือน, ปี) ในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ไม่ตรงกัน ดังนั้นระดับความแตกต่างของการหมุนจึงแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น กว่า 11 ปีของกิจกรรมรอบดวงอาทิตย์ครั้งที่ 21 วัตถุของจักรวาล 1777 ชิ้นตกลงมาในซีกโลกเหนือ และ 1886 ชิ้นในซีกโลกใต้ ซึ่งแต่ละดวงนำไปสู่การปรากฏของจุดดับบนดวงอาทิตย์กลุ่มหนึ่ง ความแตกต่างของมวลรวมและจำนวนของวัตถุเอกภพที่ตกลงบนซีกโลกทั้งสองจะเป็นตัวกำหนดทั้งการไม่มีแกน (ค่าคงที่) ที่กำหนดไว้อย่างดีในสนามแม่เหล็กทั่วไป และความไม่สมดุลของมัน และความเป็นไปได้ของการเกิดขึ้นพร้อมกันของ ขั้วแม่เหล็กทั้งสองขั้วของดวงอาทิตย์เหมือนกัน เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วในแต่ละซีกโลกมีสนามแม่เหล็กของตัวเอง ความจริงที่ว่าขั้วของสนามแม่เหล็กทั่วไปเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของความเข้มถึง 0 นั้นเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าในยุคของกิจกรรมสูงสุดของดวงอาทิตย์ของวัฏจักรปัจจุบัน การชดเชยทั้งหมดสามารถทำได้สำหรับการเร่งความเร็วหรือการชะลอตัวของ ความเร็วเชิงมุมของการหมุนรอบนอกของชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ซึ่งทำได้ในรอบกิจกรรมก่อนหน้าอันเป็นผลมาจากการชะลอตัวที่สอดคล้องกัน หรือการเร่งความเร็วของการหมุนในรอบปัจจุบัน สิ่งนี้นำไปสู่ข้อเท็จจริงที่กล่าวไว้ในตอนต้นของบทความเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของเวลาของการเปลี่ยนแปลงในปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ถึง 90? ดังนั้น สมมติฐานของแอมแปร์เกี่ยวกับธรรมชาติไฟฟ้าของสนามแม่เหล็กโลกจึงได้รับการยืนยันว่าเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ มีเหตุผลทุกประการที่จะพิจารณาว่ากลไกนี้เป็นเรื่องธรรมดาสำหรับดาวเคราะห์ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าบนดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ทั้งสี่ดวง (ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน) สสารที่อยู่ในสถานะก๊าซและบนพื้นผิวซึ่งร่างกายของจักรวาลตกลงมา เช่นเดียวกับบนดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็กไดโพลของพวกมันคือ สร้างขึ้นจากความเร็วเชิงมุมที่แตกต่างกันของส่วนภายในและภายนอกของสสาร ซับซ้อนกว่ากลไกการก่อตัวของสนามแม่เหล็กไดโพลของดาวเคราะห์ซึ่งสารส่วนใหญ่อยู่ในสถานะของแข็ง - ดาวอังคาร โลก ดาวศุกร์ และดาวพุธ แต่ถึงกระนั้นธรรมชาติทางกายภาพของแม่เหล็กก็เป็นไฟฟ้า Vladimirov E.A. และ Vladimirov A.E.

เห็นได้ชัดว่าดาวทุกดวงมีสนามแม่เหล็ก มันถูกค้นพบบนดวงอาทิตย์ในปี 1908 โดย J. Hale (สหรัฐอเมริกา) จากการแตกของ Zeeman ของเส้นเฟราน์โฮเฟอร์ในจุดดับบนดวงอาทิตย์ ตามแนวคิดสมัยใหม่ ≈ 4000 Oe (ความตึง) หรือ 0.4 T (การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) สนามในจุดดังกล่าวเป็นการรวมตัวกันของสนามแอซิมัททัลทั่วไปของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นเส้นแรงที่มีทิศทางต่างกันในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้

รูปที่ 56. ส่วนประกอบแกนสมมาตรไดโพลของสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์ ที่สุด

แสดงออกที่เสา

ส่วนประกอบไดโพลอ่อนของสนามแม่เหล็กถูกค้นพบในปี 1953 โดย Babcock (สหรัฐอเมริกา) (≈1 Oe หรือ 10ˉ 4 T)

ในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 มีการค้นพบส่วนประกอบขนาดใหญ่ที่ไม่ใช่แกนสมมาตรที่อ่อนแอแบบเดียวกันของสนามแม่เหล็ก ปรากฎว่ามีความเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์ซึ่งมีทิศทางต่างกันในส่วนประกอบแนวรัศมีในภาคอวกาศต่างๆ สิ่งนี้สอดคล้องกับสี่เท่าที่มีแกนอยู่ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรสุริยะ นอกจากนี้ยังสังเกตโครงสร้างสองส่วนที่สอดคล้องกับไดโพลแม่เหล็ก

โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่ขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์นั้นซับซ้อน ซับซ้อนกว่านั้นก็คือโครงสร้างของสนามที่พบในเครื่องชั่งแบบอ่อน การสังเกตบ่งชี้ว่ามีสนามขนาดเล็กคล้ายเข็มที่มีความเข้มสูงถึง 2*10 3 Oe (การเหนี่ยวนำ 0.2 T) สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์มีการเปลี่ยนแปลง ฟิลด์ขนาดใหญ่ในแนวแกนสมมาตรจะเปลี่ยนไปตามระยะเวลา ≈ 22 ปี ทุกๆ 11 ปี ส่วนประกอบไดโพลจะกลับด้านและทิศทางของสนามแอซิมัททัลจะเปลี่ยนไป

องค์ประกอบที่ไม่ใช่เซมิเมตริก (เซกเตอร์) จะเปลี่ยนไปโดยประมาณตามระยะเวลาที่ดวงอาทิตย์หมุนรอบแกนของมัน เขตข้อมูลขนาดเล็กเปลี่ยนแปลงอย่างไม่สม่ำเสมอและวุ่นวาย

สนามแม่เหล็กไม่จำเป็นสำหรับความสมดุลของดวงอาทิตย์ สภาวะสมดุลจะเป็นตัวกำหนดความสมดุลของแรงโน้มถ่วงและการไล่ระดับความดัน แต่ปรากฏการณ์ทั้งหมดของกิจกรรมสุริยะ (จุด แสงแฟลร์ ความโดดเด่น ฯลฯ) ล้วนเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กมีบทบาทชี้ขาดในการสร้างสุริยะโครโมสเฟียร์และทำให้โคโรนาสุริยะร้อนขึ้นถึงล้านองศา พลังงานที่ปล่อยออกมาในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์จะถูกปล่อยออกมาในบริเวณที่มีการแปลหลายพื้นที่ซึ่งระบุด้วยวงจรสนามแม่เหล็ก พื้นที่ที่มีการแผ่รังสี (coronal holes) จะถูกระบุด้วยการกำหนดค่าของเส้นสนามแม่เหล็กที่เปิดออกสู่อวกาศ เชื่อกันว่าลำธารมีต้นกำเนิดในพื้นที่เหล่านี้ ลมสุริยะ

1. แบบจำลองโครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์ แหล่งพลังงานแสงอาทิตย์

รูปที่ 57 แผนผังโครงสร้างของดวงอาทิตย์

ชั้นนอกของดวงอาทิตย์ (ชั้นบรรยากาศ) สามารถสังเกตการณ์ได้โดยตรง ดังนั้นจึงมีการตรวจสอบแบบจำลองทางทฤษฎีของโครงสร้าง แบบจำลองของโครงสร้างภายในส่วนใหญ่เป็นทฤษฎี พวกมันได้มาจากการคาดคะเนสภาพทางกายภาพ บนพื้นผิว และลักษณะเฉพาะ: ขนาด, มวล, ความส่องสว่าง, การหมุน, องค์ประกอบทางเคมี

ตามข้อมูลทางธรณีวิทยา อายุของดวงอาทิตย์ประมาณ 5 พันล้านปี ความส่องสว่างของมันเปลี่ยนไปเพียงเล็กน้อยในช่วง 3 พันล้านปีที่ผ่านมา ในช่วง 3 พันล้านปีที่ผ่านมา ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมา 3.6*10 44 J นั่นคือมวลของดวงอาทิตย์แต่ละกิโลกรัมปล่อยพลังงานออกมาประมาณ 1.8*10 13 J การคำนวณแสดงให้เห็นว่าพลังงานจำนวนดังกล่าวไม่สามารถหาได้จากกระบวนการทางเคมีและแรงโน้มถ่วง (พลังงานความโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ = 4*10 41 J)

แนวคิดสมัยใหม่ที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวคือแหล่งพลังงานที่สามารถเป็นพลังงานนิวเคลียร์ได้ หากปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์และในตอนแรกสสารทั้งหมดคือไฮโดรเจน ดังนั้นด้วยความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน พลังงานนิวเคลียร์จะเพียงพอสำหรับ 170 พันล้านปี ปฏิกิริยานิวเคลียร์ต้องการอุณหภูมิสิบล้านองศา ดังนั้นจากความส่องสว่างสูงตามอุณหภูมิภายในดวงอาทิตย์ที่สูง จากการสังเกตในโฟโตสเฟียร์ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความลึกโดยมีการไล่ระดับสี 20 K ต่อ 1 กม. ซึ่งให้ค่าประมาณ 1.4*10 6 K ที่ใจกลาง อุณหภูมิสามารถประมาณได้จากสภาวะสมดุลอุทกสถิตโดยสมมติว่าสสารสุริยะเป็นก๊าซในอุดมคติ: แรงดันก๊าซจะสมดุลโดยแรงโน้มถ่วง ปรากฎว่า≈ 14 * 10 6 K ตรงกลางซึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ย 3 เท่า

ที่สำคัญที่สุดในลำไส้ของดวงอาทิตย์คือ โปรตอน - ปฏิกิริยาของโปรตอน. มันเริ่มต้นด้วยเหตุการณ์ที่หายากมาก - β - การสลายตัวของหนึ่งในสองโปรตอนในช่วงเวลาที่เข้าใกล้เป็นพิเศษ (14 * 10 9 ปี)

ในการสลายตัวแบบ β โปรตอนจะเปลี่ยนเป็นนิวตรอนโดยปล่อยโพซิตรอนและนิวตริโนออกมา เมื่อรวมกับโปรตอนที่สอง นิวตรอนจะให้นิวเคลียสของไฮโดรเจนหนัก - ดิวเทอเรียม สำหรับโปรตอนแต่ละคู่ กระบวนการนี้ใช้เวลาโดยเฉลี่ย 14 พันล้านปี ซึ่งเป็นตัวกำหนดความช้าของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์และระยะเวลาการวิวัฒนาการทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ต่อไปจะดำเนินไปเร็วขึ้นมาก มีหลายทางเลือกซึ่งการชนกันของดิวทีเรียมกับโปรตอนตัวที่สามและการก่อตัวของนิวเคลียสของไอโซโทปฮีเลียมควรเกิดขึ้นบ่อยที่สุด ซึ่งการรวมและปล่อยโปรตอนสองตัวจะทำให้นิวเคลียสของฮีเลียมธรรมดา

ปฏิกิริยาอื่นภายใต้สภาวะสุริยะมีบทบาทน้อยกว่ามาก ในที่สุดมันยังนำไปสู่การก่อตัวของนิวเคลียสของฮีเลียมที่มีโปรตอนสี่ตัว กระบวนการนี้ซับซ้อนกว่าและสามารถดำเนินการได้เฉพาะเมื่อมีคาร์บอนซึ่งเป็นนิวเคลียสที่เข้าสู่ปฏิกิริยาในขั้นแรกและถูกปล่อยออกมาในขั้นสุดท้าย ดังนั้น คาร์บอนจึงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าปฏิกิริยาทั้งหมด วัฏจักรคาร์บอน

ระหว่างปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ในลำไส้ของดวงอาทิตย์ มันถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของฮาร์ดแกมมาควอนตา เมื่อเคลื่อนที่ขึ้นสู่ผิวน้ำ พวกมันจะถูกปล่อยออกมาซ้ำๆ โดยแบ่งเป็นควอนตัมของพลังงานที่ต่ำกว่า กระบวนการนี้ใช้เวลาหลายล้านปี จากหนึ่ง γ - ควอนตัม แสงที่มองเห็นได้หลายล้านควอนตัมก่อตัวขึ้นซึ่งออกจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์

ในปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ นิวตริโนจะถูกปลดปล่อยออกมา เนื่องจากมวลเล็กน้อยและไม่มีประจุไฟฟ้า นิวตริโนจึงมีปฏิสัมพันธ์กับสสารได้น้อยมาก ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านอย่างอิสระและบินออกไปในอวกาศด้วยความเร็วแสง การลงทะเบียนเป็นเรื่องยาก แต่นิวตริโนสามารถให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างภายในและสภาวะภายในดวงอาทิตย์และดวงดาวได้

รูปที่ 58. แผนผังของดวงอาทิตย์และดวงอาทิตย์

ผู้ที่อุทิศตนเพื่อการศึกษาดวงอาทิตย์ย่อมประสบปัญหาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การสังเกตของพวกเขาดำเนินการจากระยะไกล พวกเขาอาศัยภาพและข้อมูลจากระยะไกล 140 ล้านกิโลเมตร ชอบหรือไม่ ข้อมูลดังกล่าวไม่อนุญาตให้สร้างภาพที่แม่นยำของสนามแม่เหล็กที่มีอยู่และที่สำคัญที่สุด การเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ใกล้ดวงอาทิตย์

แต่เราจะทิ้งปัญหานี้ไปไม่ได้ ตรงกันข้าม นักวิทยาศาสตร์ควรให้ความสนใจกับมันมากที่สุด การทำความเข้าใจโครงสร้างและไดนามิกของสนามเหล่านี้จะทำให้เข้าใจได้ว่าการขับมวลโคโรนาเดินทางผ่านอวกาศได้อย่างไร รวมถึงมายังโลก ซึ่งพวกมันสามารถสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อดาวเทียมได้ ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันกลุ่มหนึ่งได้พัฒนาวิธีการที่ผสมผสานวิธีการทางคณิตศาสตร์แบบเก่าที่ทดสอบในความรู้หลายแขนง ตลอดจนทฤษฎีใหม่ ๆ และเทคนิคการทดลองสำหรับการสังเกตพลวัตของมวลโคโรนา เพื่อสร้างแบบจำลองสนามแม่เหล็กรอบดวงอาทิตย์แบบใหม่ที่ค่อนข้างแม่นยำ ประการแรก - ในชั้นบนของชั้นบรรยากาศในโคโรนา

“สนามแม่เหล็กเป็นโครงกระดูกของเฮลิโอสเฟียร์ทั้งหมด มันเป็นตัวกำหนดว่าอนุภาคและมวลโคโรนาเคลื่อนที่มายังโลกอย่างไร” ผู้เชี่ยวชาญเรื่องสุริยะ Nat Gopalsuami นักฟิสิกส์จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดกล่าว ตามที่เขาพูด การวัดสนามแม่เหล็กใกล้พื้นผิวของดวงอาทิตย์กลายเป็นงานประจำสำหรับนักฟิสิกส์ แต่พวกเขาไม่ได้เรียนรู้วิธีที่จะขึ้นไปเหนือพื้นผิวและทำการตรวจวัดในชั้นบรรยากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นบนสุด “ก่อนหน้านี้ เราสามารถวัดสนามแม่เหล็กที่ด้านบนของโคโรนาและภายใต้เงื่อนไขบางอย่างเท่านั้น วิธีการใหม่จะช่วยให้สามารถศึกษาทั่วไปได้มากขึ้น”

ในการใช้วิธีการใหม่นี้ จำเป็นต้องมีการวัดการดีดมวลโคโรนาที่ดีเท่านั้น วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านแก๊สและตัวแก๊สเอง ในกรณีนี้ จะเกิดคลื่นกระแทก บริเวณที่มีก๊าซบีบอัดและไม่สมดุลปรากฏขึ้นรอบๆ วัตถุ คล้ายกับเวลาที่เครื่องบินไอพ่นเคลื่อนที่ มันถูกค้นพบในปี 1960 ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ผ่านแก๊สไฟฟ้า พลาสมา อันตรกิริยากับแก๊สจะถูกกำหนดโดยสนามแม่เหล็กเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเข้มของมัน คลื่นกระแทกที่มีสนามแม่เหล็กเรียกว่าคลื่นศีรษะ

ปัญหาคือการตรวจจับคลื่นกระแทกของโบว์ในโคโรนาตอนบน ในตอนบนของโคโรนา นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถสังเกตเห็นปรากฏการณ์เหล่านั้นที่มักจะแยกความแตกต่างของคลื่นกระแทกในบริเวณที่ใกล้กับพื้นผิวของดวงอาทิตย์มากขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2551 ดวงอาทิตย์เปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์เจาะความลับของมัน มวลโคโรนาเคลื่อนตัวออกมาด้วยความเร็วเกือบ 5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง มันถูกค้นพบโดยยานอวกาศสำรวจดวงอาทิตย์หลายลำ ด้วยเหตุนี้จึงได้ภาพสามมิติของการเคลื่อนที่ของมวลโคโรนา ปรากฎว่าในแขนขา (ในบริเวณสุดขั้วของดวงอาทิตย์) มองเห็นการเคลื่อนไหวของมวลโคโรนาได้อย่างชัดเจน ปรากฏการณ์ทั้งหมดที่สังเกตได้ในลิมบัสนั้นสะดวกอย่างยิ่งสำหรับการสังเกตและวิเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับพลวัตของการดีดมวลโคโรนา

Gopalsuani แนะนำว่าสามารถเห็นคลื่นกระแทกในภาพมาตรฐานเป็นสีขาว เธอมองเห็นได้จริงๆ แต่ไม่ใช่ในแบบที่เขาคาดไว้ วิถีการเคลื่อนที่ของคลื่นกระแทกนั้นคลาดเคลื่อนอย่างน่าประหลาดใจ ซึ่งเป็นเรื่องแปลกอย่างยิ่งในชั้นบรรยากาศที่เบาบางของดวงอาทิตย์ แทนที่จะอยู่ใกล้มวลโคโรนัล คลื่นกระแทกปะทุออกมาจากขอบเขตของมวลที่เคลื่อนที่

ระหว่างการดีดตัวออกเมื่อวันที่ 25 มีนาคม นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตเห็นรูปทรงของวงแหวนการแพร่กระจายชนิดหนึ่งใกล้กับขอบของการดีดมวลโคโรนา โครงสร้างของพวกเขาทำให้สามารถกำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กที่นำไปสู่การกระจัดของคลื่นกระแทกได้ ระยะห่างระหว่างมวลโคโรนากับด้านหน้าของคลื่นกระแทก ตลอดจนรัศมีความโค้งของวิถีการดีดออก ให้ข้อมูลที่ครอบคลุมสำหรับการพิจารณาคุณสมบัติทางแม่เหล็กของตัวกลางที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่าน อาจกล่าวได้ว่าในทำนองเดียวกัน คลื่นสามารถใช้เพื่อระบุว่าพวกมันเคลื่อนที่ในน้ำหรือในน้ำมัน

ความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นกระแทกสามารถใช้เพื่อกำหนดความเร็วของอัลฟ์เวน ซึ่งเป็นความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นอัลฟ์เวน ความเร็วนี้กำหนดว่าคลื่นสามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางแม่เหล็กได้เร็วเพียงใด สิ่งนี้เปรียบได้กับความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในอากาศ จากความเร็วนี้ คุณสามารถกำหนดได้ว่าความเร็วของวัตถุจะไปถึงระดับใดก่อนที่จะสร้างคลื่นกระแทก เมื่อพิจารณาคลื่นนี้แล้ว เราสามารถคำนวณความแรงของสนามแม่เหล็กในตัวกลางได้

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการแปลงเหล่านี้ได้รวมเข้ากับแบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นกระแทกที่คุ้นเคยกันมากขึ้น เพื่อสร้างทฤษฎีใหม่สำหรับการเคลื่อนที่ของมวลโคโรนาและผลกระทบต่อโลก นี่เป็นหลักฐานว่าวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่ประยุกต์ใช้ในสาขาความรู้ต่างๆ สามารถใช้ร่วมกันได้อย่างไร ในกรณีนี้ เราใช้วิธีการที่พัฒนาขึ้นเพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กโลก จากนั้นนำไปวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของมวลโคโรนาในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ จากนั้นจึงขยายไปรอบๆ ดวงอาทิตย์ และสุดท้ายเพื่อกำหนดสนามแม่เหล็กในโคโรนา

ในการตรวจสอบวิธีการใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวัดความแรงของสนามแม่เหล็กที่ระยะต่างๆ จากดวงอาทิตย์ ข้อมูลเหล่านี้สอดคล้องกับการคาดการณ์ของโมเดลใหม่ ซึ่งช่วยให้เราหวังว่าการพัฒนาใหม่นี้จะถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันเพื่อวัดความแรงของสนามแม่เหล็กในโคโรนาในไม่ช้า เมื่อรวมกับข้อมูลอื่นๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันสำหรับการวัดของมนุษย์ เช่น ความหนาแน่น อุณหภูมิ และทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็ก การวัดความแรงของสนามแม่เหล็กจะให้ภาพที่สมบูรณ์ของสนามแม่เหล็กในโคโรนาของดวงอาทิตย์

ความรู้เกี่ยวกับสนามแม่เหล็กเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำนายสภาพอากาศในอวกาศ

จุดดับบนดวงอาทิตย์ให้ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของกระบวนการที่ไม่อยู่นิ่งบนดวงอาทิตย์ ประการแรกคือการพัฒนาอย่างรวดเร็ว บางครั้งสองหรือสามวันก็เพียงพอแล้วสำหรับจุดขนาดใหญ่หรือจุดกลุ่มใหญ่ที่จะพัฒนาบนสถานที่ที่ "สะอาด" ในโฟโตสเฟียร์ ตามกฎแล้วการพัฒนาของพวกเขาจะช้าลงและในกลุ่มใหญ่จะถึงขีดสุดหลังจาก 2-3 สัปดาห์ จุดและกลุ่มเล็ก ๆ ปรากฏขึ้นและหายไปภายในหนึ่งสัปดาห์ ในขณะที่จุดและกลุ่มใหญ่ ๆ จะเกิดขึ้นเป็นเวลาหลายเดือน จุดหนึ่งเป็นที่รู้กันว่ามีอยู่ 1.5 ปี เมื่อมีจุดปรากฏขึ้น เมื่อเงามัวของมันยังเล็กอยู่ จะเห็นเม็ดโฟโตสเฟียร์แบบเดียวกัน (Hansky, Thyssen) ซึ่งเมื่อมีการพัฒนาต่อไปจะมีลักษณะเป็นเส้นๆ เส้นใยมีความเสถียรมากกว่าเม็ด เมื่อจุดกลมที่มีรูปร่างปกติเข้าใกล้ขอบสุริยะ เราจะสังเกตได้จากเส้นโครงและเส้นผ่านศูนย์กลางในทิศทางของรัศมีของดิสก์สุริยะจะลดลงอย่างมาก (ตามสัดส่วน ดูรูปที่ 8) ในกรณีนี้มักจะสังเกตเห็นเอฟเฟกต์ Wilson ซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าเงามัวของจุดนั้นมองเห็นได้ชัดเจนจากขอบของดิสก์และลดลงอย่างมากจากด้านที่หันไปทางศูนย์กลางของดิสก์ ปรากฏการณ์ดังกล่าวช่วยให้การดูดกลืนทางเรขาคณิตของจุดดับบนดวงอาทิตย์ไปสู่จุดตกต่ำขนาดยักษ์ที่มีผนังเรียวแหลมเป็นรูปกรวย แต่ไม่ใช่ทุกจุดที่แสดงสิ่งนี้

โดยปกติแล้ว กลุ่มของจุดดับบนดวงอาทิตย์จะขยายไปตามเส้นลองจิจูดแบบเฮลิโอกราฟี (ในกรณีพิเศษ อาจสูงถึง 20° หรือมากกว่านั้น) ในกรณีนี้ จุดดับบนดวงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดสองจุดที่มีเงามัวแยกกันมักจะอยู่ในกลุ่ม ซึ่งมีการเคลื่อนไหวต่างกันเล็กน้อยบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ จุดทางทิศตะวันออกเรียกว่าจุดนำส่วนทางตะวันตกคือจุดถัดไป บ่อยครั้งที่มีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นคู่ในจุดดับบนดวงอาทิตย์แต่ละดวงที่ไม่ได้ก่อตัวเป็นกลุ่มที่มีจุดดับบนดาวเทียมขนาดเล็กจำนวนมาก

ข้าว. 38. โครงสร้าง Vortex ของจุดในกลุ่มสองขั้ว ทิศทางของกระแสน้ำวนนั้นตรงกันข้าม (สเปกตรัมในลำแสง ฮา)

การสังเกตความเร็วในแนวรัศมีในเส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกันในสถานที่ต่าง ๆ ของจุดดับบนดวงอาทิตย์และในมุมต่าง ๆ ของการมองเห็นนั้นแสดงให้เห็นถึงการเคลื่อนไหวที่รุนแรง (สูงถึง 3 กม. / วินาที) ในเงามัวของจุดดับบนดวงอาทิตย์ - การแพร่กระจายของสสารในส่วนลึก ชิ้นส่วนและการไหลเข้าของสสารภายในที่ระดับความสูง หลังได้รับการยืนยันโดยโครงสร้างกระแสน้ำวนที่มองเห็นได้เหนือจุดบนสเปกโตรเฮลิโอแกรมในรังสี ทิศทางของกระแสน้ำวนเหล่านี้อยู่ตรงกันข้ามในซีกโลกใต้และซีกเหนือของดวงอาทิตย์ และบ่งชี้การไหลเข้าของสสารในจุดเดียวโดยสอดคล้องกับการหักเหของสสารโดยแรงโคริโอลิส

โดยปกติแล้ว การเคลื่อนไหวอย่างเป็นระบบจะไม่ถูกสังเกตที่ขอบด้านนอกของเงามัวอีกต่อไป

จุดดับบนดวงอาทิตย์มีสนามแม่เหล็กแรงสูง ความเข้มระหว่าง 1,000–2,000 Oe เป็นเรื่องปกติ และในกลุ่มหนึ่ง ณ สิ้นเดือนกุมภาพันธ์ 1942 วัดความเข้มได้ที่ 5100 Oe หรือลดลง) และเมื่อพวกมันเคลื่อนที่ไปยังบริเวณรอบนอกของจุดนั้น พวกมันจะเบี่ยงเบนไปจากจุดนั้นมากขึ้นเรื่อยๆ ปกติกับพื้นผิว เกือบถึง 90° ที่ขอบเงามัว ในกรณีนี้ ความแรงของสนามแม่เหล็กจะลดลงจากค่าสูงสุดจนเกือบเป็นศูนย์

ข้าว. 39. การเปลี่ยนแปลงของละติจูดเฉลี่ยและขั้วแม่เหล็กของจุดดับบนดวงอาทิตย์ในรอบต่อเนื่องของกิจกรรมสุริยะ

ยิ่งจุดใหญ่เท่าใด สนามแม่เหล็กก็ยิ่งแรงขึ้นตามกฎ แต่เมื่อจุดขนาดใหญ่มีขนาดสูงสุด เริ่มลดลง ความแรงของสนามแม่เหล็กยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดจะลดลงตามสัดส่วนของพื้นที่ จุด สิ่งนี้สามารถตีความได้ราวกับว่าจุดนั้นมีส่วนช่วยในการกำจัดสนามแม่เหล็กที่อยู่ใต้พื้นผิวเป็นเวลานานเท่านั้น สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากข้อเท็จจริงที่ว่าบ่อยครั้งที่สนามแม่เหล็กไม่หายไปหลังจากการหายไปของจุดนั้น แต่ยังคงมีอยู่และทวีความรุนแรงขึ้นอีกครั้งเมื่อจุดนั้นปรากฏขึ้นอีกครั้งในบริเวณเดียวกัน การมีทุ่งคบเพลิงถาวรที่นี่ช่วยให้เราสามารถพูดได้ว่ามีพื้นที่ใช้งานที่เสถียรในสถานที่เหล่านี้

ในกลุ่มที่มีจุดขนาดใหญ่สองจุด จุดนำและจุดต่อไปนี้มีขั้วแม่เหล็กตรงกันข้าม (รูปที่ 38 และ 39) ซึ่งระบุชื่อของกลุ่มดังกล่าวว่า - ไบโพลาร์ซึ่งตรงข้ามกับกลุ่มยูนิโพลาร์ซึ่งรวมถึงจุดเดียว มีกลุ่มที่ซับซ้อนซึ่งจุดของขั้วใดขั้วหนึ่งผสมกันแบบสุ่ม ในแต่ละวัฏจักรของกิจกรรมสุริยะ ขั้วของจุดนำและตามหลังในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้จะอยู่ตรงข้ามกัน

ดังนั้น หากในซีกโลกเหนือของดวงอาทิตย์ ขั้วของจุดนำอยู่ทางเหนือ (N) และอีกขั้วหนึ่งอยู่ทางใต้ (S) ในเวลาเดียวกันในซีกโลกใต้ ขั้วของจุดนำคือ S และอันถัดไปคือ N สำหรับจุดหายากเหล่านั้นที่ตัดกันโดยเส้นศูนย์สูตร ขั้วของซีกเหนือและซีกใต้จะอยู่ตรงข้ามกัน แต่เมื่อสิ้นสุดวัฏจักรของกิจกรรมสุริยะ เมื่อผ่านไปน้อยที่สุด ในแต่ละซีกโลก การกระจายของขั้วแม่เหล็กที่จุดของกลุ่มไบโพลาร์จะเปลี่ยนเป็นวัฏจักรก่อนหน้าในซีกโลกตรงข้าม ข้อเท็จจริงที่สำคัญนี้ก่อตั้งขึ้นโดยเฮลและเพื่อนร่วมงานในปี 2456

แม้ว่าสนามแม่เหล็กเฉพาะที่ของดวงอาทิตย์จะแรงมาก แต่สนามแม่เหล็กทั่วไปของมันก็อ่อนมาก และแทบจะแยกความแตกต่างจากพื้นหลังของสนามแม่เหล็กเฉพาะในช่วงหลายปีที่เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์น้อยที่สุดเท่านั้น นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ในปี พ.ศ. 2496-2500 ความเข้มของมันสอดคล้องกับไดโพลที่มีการเหนี่ยวนำ 1 Gs เครื่องหมายอยู่ตรงข้ามกับสัญลักษณ์ของสนามแม่เหล็กโลกและแกนไดโพลตรงกับแกนหมุน ในปี พ.ศ. 2500 สัญญาณของสนามกลับด้านในบริเวณขั้วโลกใต้ของดวงอาทิตย์ และในตอนท้ายของปี พ.ศ. 2501 ในบริเวณทางเหนือเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงสัญลักษณ์สนามครั้งล่าสุดเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2513-2514

การเปลี่ยนแปลงของขั้วแม่เหล็กของจุดเมื่อสิ้นสุดวัฏจักรกิจกรรมสุริยะไม่ใช่สัญญาณเดียวของการสิ้นสุดของวัฏจักร จุดดับบนดวงอาทิตย์แทบไม่เกิดขึ้นจากเส้นศูนย์สูตร เขตที่ต้องการของพวกมันอยู่ภายในละติจูดเฮลิโอกราฟิกตั้งแต่ 1-2° ถึง 30° ในทั้งสองซีกโลก ที่เส้นศูนย์สูตรเอง จุดที่หายาก เช่นเดียวกับที่ละติจูดที่สูงกว่า 30° แต่ภาพนี้มีลักษณะเฉพาะของการเปลี่ยนแปลงของเวลา: จุดแรกของวัฏจักรใหม่ (หลังจุดต่ำสุด) ปรากฏห่างจากเส้นศูนย์สูตร (เช่น จุด c ถูกบันทึกในวันที่ 15 มีนาคม 1914 ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 1943 และเดือนตุลาคม 1954 ) ในขณะที่จุดสุดท้ายของวัฏจักรขาออกยังคงสังเกตได้ใกล้กับเส้นศูนย์สูตร ในช่วงรุ่งเรืองของวัฏจักร ใกล้จุดสูงสุด สามารถพบจุดได้ที่ละติจูดเฮลิโอกราฟิกทั้งหมดระหว่าง -45° ถึง +45° (กลุ่มของจุดเป็นที่รู้จักกันแม้ในละติจูด +50° สังเกตพบในเดือนมิถุนายน 1957 ในช่วงสูงสุด กิจกรรมแสงอาทิตย์) แต่ส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 5 ถึง 20° ดังนั้น ละติจูดเฉลี่ยแบบเฮลิโอกราฟิกของจุดต่างๆ จะลดลงเรื่อยๆ เมื่อวัฏจักรสุริยะ 11 ปีพัฒนาขึ้น และจุดใหม่ๆ จะปรากฏขึ้นใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากขึ้น (รูปที่ 39) ความเป็นระเบียบนี้ถูกกำหนดขึ้นเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2401 โดยแคร์ริงตัน และบางครั้งเรียกว่ากฎของสปอเรอร์

ดังนั้น หากช่วงเวลาหนึ่งถูกเข้าใจว่าเป็นช่วงเวลาที่คุณสมบัติทั้งหมดเปลี่ยนแปลงและกลับสู่สภาพเดิม ระยะเวลาที่แท้จริงของกิจกรรมสุริยะจึงไม่ใช่ 11 ปี แต่เป็น 22 ปี ที่น่าสนใจคือ การสลับความสูงของค่าสูงสุดตลอดรอบยังเป็นการยืนยันช่วงเวลา 22 ปีด้วย นอกจากนี้ยังมีการวางแผนกิจกรรมรอบดวงอาทิตย์ 80 ปี ด้วยเหตุผลภายในบางประการ กิจกรรมของดวงอาทิตย์จะแปรผันอย่างมากตามช่วงเวลาที่มีลักษณะเฉพาะประมาณหนึ่งศตวรรษ

ดังนั้นระหว่างปี 1645 ถึง 1715 แทบไม่มีจุดบนดวงอาทิตย์เลย และกลุ่มดาวนี้ก็ปรากฏขึ้นเพียงครั้งเดียว นี่คือสิ่งที่เรียกว่าค่าต่ำสุดของ Maunder ค่าต่ำสุดอีกค่าหนึ่ง ค่าต่ำสุดของ Spörer อยู่ระหว่าง 1410 ถึง 1510 ตรงกันข้าม ยุคกลางสูงสุดระหว่าง 1120 และ 1280 มีความกระปรี้กระเปร่ามากคล้ายกับที่เราประสบอยู่ในขณะนี้ ความผันแปรที่อธิบายนั้นมาพร้อมกับความผันผวนของอุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีในอังกฤษภายใน 1 °C

เมื่อรวมการสังเกตโดยตรงเข้ากับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ นักเฮลิโอฟิสิกส์ของ NASA ได้สร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของพลาสมาในโคโรนาสุริยะ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจธรรมชาติของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ได้ดีขึ้น

พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีแสงระยิบระยับตลอดเวลา พลาสมาเจ็ตที่เคลื่อนที่ออกห่างจากมันโค้งงอ โยนขึ้นเป็นวง บิดเป็นพายุไซโคลน และไปถึงชั้นบนของชั้นบรรยากาศสุริยะ ซึ่งก็คือโคโรนาซึ่งมีอุณหภูมิหลายล้านองศา

ผลการจำลอง สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ในปี 2554 มีความเข้มข้นมากขึ้นใกล้กับขั้วโลก มีจุดน้อย (ภาพจาก NASA's Goddard Space Flight Center/Bridgeman)

สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ทำให้เกิดความสับสนและไม่แน่นอนมากขึ้นในปี 2014 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการปะทุของมวลโคโรนา (ภาพจาก NASA's Goddard Space Flight Center/Bridgeman)

พื้นผิวดวงอาทิตย์ (ภาพ http://www.nasa.gov)

การเคลื่อนที่แบบถาวรนี้ซึ่งไม่สามารถสังเกตได้ด้วยแสงที่มองเห็นได้ ได้รับการสังเกตครั้งแรกในปี 1950 และตั้งแต่นั้นมา นักฟิสิกส์ก็พยายามที่จะเข้าใจว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าสสารซึ่งประกอบขึ้นเป็นดวงอาทิตย์นั้นเคลื่อนที่ไปตามกฎของแม่เหล็กไฟฟ้า

จากการศึกษาสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ เราสามารถเข้าใจธรรมชาติของอวกาศในระบบสุริยะทั้งหมดได้ดีขึ้น: มันส่งผลกระทบต่อทั้งสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์และการแผ่รังสีที่ยานอวกาศต้องเคลื่อนที่ผ่าน และสภาพอากาศในอวกาศบนโลก (แสงออโรรา พายุแม่เหล็ก ฯลฯ) ขึ้นอยู่กับเปลวสุริยะ)

แต่แม้จะมีการวิจัยหลายปี แต่ก็ยังไม่มีความเข้าใจขั้นสุดท้ายเกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ คิดว่าเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรที่ซับซ้อนเนื่องจากการหมุนของดวงอาทิตย์ (ไดนาโมจากแสงอาทิตย์) และการพาความร้อนที่ได้รับการสนับสนุนจากความร้อนจากการหลอมรวมที่ใจกลางดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบรายละเอียดทั้งหมดของกระบวนการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นที่ใด: ใกล้กับพื้นผิวดวงอาทิตย์ ลึกเข้าไปภายในดวงอาทิตย์ หรือที่ระดับความลึกที่หลากหลาย

คุณเห็นสนามแม่เหล็กที่มองไม่เห็นได้อย่างไร? เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของพลาสมาสุริยะ ดังนั้น เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ "ชีวิตแม่เหล็ก" ของดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์ของ NASA จึงตัดสินใจวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของพลาสมาผ่านโคโรนาของมัน โดยรวมผลลัพธ์ของการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และข้อมูลที่ได้จากการสังเกตแบบเรียลไทม์

สนามแม่เหล็กควบคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า อิเล็กตรอน และไอออนที่ประกอบกันเป็นพลาสมา ลูปที่เกิดขึ้นและโครงสร้างพลาสมาอื่นๆ จะเรืองแสงสว่างในภาพที่ถ่ายในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตมาก นอกจากนี้ รอยเท้าบนพื้นผิวดวงอาทิตย์หรือโฟโตสเฟียร์สามารถวัดได้ค่อนข้างแม่นยำโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่าแมกนีโตกราฟ ซึ่งวัดความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็ก

ผลของการสังเกตซึ่งอธิบายถึงความแรงของสนามแม่เหล็กและทิศทางของมัน จากนั้นจะรวมเข้ากับแบบจำลองของพลาสมาสุริยะที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก พวกเขาร่วมกันให้ความคิดที่ดีว่าสนามแม่เหล็กมีลักษณะอย่างไรในโคโรนาของดวงอาทิตย์และความผันผวนที่นั่นอย่างไร

ในช่วงที่มีกิจกรรมสุริยะสูงสุด สนามแม่เหล็กจะมีรูปร่างที่ซับซ้อนมากโดยมีโครงสร้างขนาดเล็กจำนวนมากอยู่ทุกหนทุกแห่ง ซึ่งเป็นตัวแทนของพื้นที่ที่มีการเคลื่อนไหว ที่กิจกรรมสุริยะขั้นต่ำ สนามจะอ่อนลงและกระจุกตัวอยู่ที่ขั้วโลก โครงสร้างที่เรียบมากโดยไม่มีจุดเกิดขึ้น

ตามที่องค์การนาซ่า
คุณยังสามารถดูภาพเคลื่อนไหวตามผลลัพธ์ของการจำลอง