Главное магнитное поле Солнца

Главное магнитное поле Солнца в спокойный период имеет характер, близкий к дипольному с магнитными полюсами, примерно совпадающими с осью вращения (конкретных данных по координатам магнитных полюсов Солнца мне найти не удалось). Напряженность поля на полюсах Солнца максимальна. Дипольный характер лучше всего прослеживается в период минимума активности и на широтах выше 60 °, где не бывает областей с пятнами, факелами, протуберанцами и вспышками, где поле можно считать относительно регулярным.

Затем, по мере приближения к максимуму цикла солнечной активности, напряженность поля на полюсах постепенно уменьшается. Считается, что на этой фазе общее магнитное поле Солнца носит не дипольный, а квадрупольный характер (четыре полюса). Затем напряженность солнечного диполя снова возрастает, но уже приобретает противоположную полярность.

Часто пишут, что главное магнитное поле Солнца подчиняется 11-летнему циклу. В течение одного 11-летнего периода северный магнитный полюс, например, совпадает с северным гелиографическим, а на протяжении следующего 11-летнего цикла полярность оказывается противоположной. Но процесс инверсии не всегда точно происходит через указанный период. И еще очень важно: периодом солнечной активности считается не 11-летний цикл, а 22-23 года. Примерно через 11 лет меняется направление магнитного моля на противоположное, а возвращение к «исходному» направлению магнитного поля происходит через полный цикл.

В периоды переполюсовки поле в Северном и Южном полушариях меняет знак не одновременно!

Прошу простить меня за дальнейшее подробное изложение процедуры инверсии магнитных полюсов Солнца, но появилась возможность проанализировать уникальный материал, опубликованный NASA 05.12.2013. Это очень важно. Всю сложность процесса переполюсовки на Солнце можно великолепно проследить по кадрам 26-секундного анимационного ролика (https://www.youtube.com/watch?v=B4UtVo7-yJA, NASA ― The Sun Reverses its Magnetic Poles), как это представлено на рис. 7.6.

Визуально, на пленке или в цифровом формате магнитное поле зарегистрировать невозможно. Изображаемые обычно на схемах силовые линии магнитного поля – абсолютно условны. А вот распределение электронов (отрицательных зарядов) в зависимости от напряженности магнитного поля – вещь совершенно конкретная и регистрацию ее можно перевести в визуальный режим, что и было использовано в данном комментируемом ролике.

Ролик составлен из кадров, зафиксированных зондом NASA на первое число каждого месяца с января 1997 и по декабрь 2013 года. Кое-что необходимо пояснить.

Как указано в тексте, приложенном NASA к данной анимации, зоны с большим количеством электронов считаются отрицательными, а с малым – положительными. Лиловыми линиями в данном случае показываются зоны, где поле Солнца в целом является отрицательным, а зелеными – где оно положительное. Силовые линии поля постоянно меняют положение. Светло-серые дополнительные линии представляют собой участки локальных магнитных вариаций, связанных, например, с солнечными пятнами и факелами (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Инверсия солнечных магнитных полюсов

Давайте рассмотрим приведенный выше рисунок. В первом ряду представлены кадры типичных моментов инверсионных процессов. Кадр №1 (01.08.1997) демонстрирует нам ситуацию в спокойный период, когда северный полюс Солнца находится в зоне положительного магнитного поля. Кадр №4 (01.09.2009) – то же самое, но с противоположной полярностью. На кадре №2 (01.09.1999) зафиксирована ситуация, при которой магнитное поле можно считать квадрупольным, т.е. сосуществуют 4 полюса: два положительных и два отрицательных. А кадр №3 (01.12.1999) показывает достаточно часто встречающуюся ситуацию в период высокой активности Солнца – смешение полей положительного и отрицательного знака (о высокой активности можно судить по большому количеству солнечных пятен).

Очень интересен второй ряд кадров. Инверсия магнитных полюсов Солнца по данным NASA имела место в 2001 году. Более точной даты мне найти не удалось, но приведенные кадры говорят о многом. На кадре №5 (01.03.2001) видно, что напряженность магнитного поля резко упала, просматривается появление зеленых (положительных) линий в Южном полушарии, а лиловых (отрицательных) – в зоне Северного полюса. Ясно, что это сама переполюсовка или ситуация, очень близкая к ней. Далее – кадр №6 (01.09.2001). Инверсия уже произошла, но поле не стабилизировалось. Об этом можно судить, прежде всего, по тому, что лиловая и зеленая зоны находятся не в полярных областях Солнца. Солнечные пятна обычно выстраиваются параллельно экватору, а ось вращения (север – юг), соответственно, должна быть перпендикулярна к нему. В данном случае лиловая и зеленая «шапочки» расположились симметрично по отношению к экватору, а не к полюсам. На кадре №7 просматривается некое подобие квадруполя, но лиловая часть значительно мощнее и пришла уже на свое «законное» место, в отличие от зеленой, что подтверждает сказанное выше по поводу отставания процесса инверсии в Южном полушарии.

И, наконец, третий ряд. Мне очень жаль, что анимационный фильм обрывается 01.12.2013, и его поторопились выпустить в мир через 4 дня – уже 05.12.2013. Что за спешка, тем более, что по данным того же NASA инверсия произошла в последний день 2013 года, т.е. 31 декабря? Почему в фильме не хватило одного месяца, мне не понять. Или есть что-то, что надо было скрыть? По логике, если процесс прошел бы обычным порядком, ситуация на 01 января 2014 года должна была проявить ослабленное поле с некоторым преобладанием зеленого цвета наверху (на севере), а лилового – слабее и в нижней части (на юге). Что-то похожее на кадр №5, только цвета полей наоборот. Но что делать? Нет – так нет.

В высшей точке каждого магнитного одиннадцатилетнего периода, Солнце проходит через пик солнечной активности, в течение которого на нем наблюдается больше пятен, и больше событий, таких как солнечные вспышки, корональные выбросы массы или протуберанцы. Момент времени с наибольшим количеством солнечных пятен называется солнечным максимумом, а с наименьшим, соответственно, – минимумом.

Считается, что Солнце состоит из плазмы, а так как плазма имеет достаточно высокую электропроводность, то в ней могут возникать электрические токи и, как следствие, магнитные поля, непосредственно наблюдаемые в солнечной фотосфере. Их принято разделять на два типа, в соответствии с масштабом. О главном магнитном поле речь шла выше.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: