Budou pravidelné synchronizace slunečních skvrn na planetární odlivu?

Ultrafialový snímek slunce pokrytý mapou jeho čar magnetického pole. Obrázek přes NASA / SDO / AIA / LMSAL.

Kimberly MS Cartier, dotisknut se svolením Eos .

Po více než 1 000 let počet slunečních skvrn dosáhl minima během několika let od velkého planetárního zarovnání. Nedávná studie ukázala, že přílivy vytvořené tímto uspořádáním každých 11 let jsou dostatečně silné, aby se mohly přitahovat na materiál poblíž slunečního povrchu a synchronizovat lokalizované změny v jeho magnetickém poli.

Frank Stefani, hlavní autor studie, řekl Eosovi .

Z historických dat jsme si všimli, že v cyklu slunečních skvrn je ohromující stupeň pravidelnosti.

Stefani je výzkumný pracovník v oblasti dynamiky tekutin v Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf v německém Drážďanech. Řekl:

Určitě máme taktovaný proces. Ale pak byla otázka: Jaké jsou hodiny?

Studie rozšiřuje běžně přijímaný model pro solární dynamo a podporuje dlouhodobou teorii, podle které jsou planetární konfigurace zodpovědné za cyklus slunečních skvrn a magnetický sluneční cyklus.

Zranění, kroucení a nestabilní

Jako obří rotující koule plazmy je magnetické pole slunce nesmírně komplikované. Jeho linie magnetického pole začínají jako rovnoběžné linie probíhající od severního k jižnímu pólu. Ale protože slunce se otáčí rychleji na svém rovníku než na jeho pólech, ty magnetické siločáry mezi póly se pomalu vinou a ovíjejí kolem Slunce a táhnou se jako taffy od středu čáry, aby se staly vodorovnými.

Zjednodušené schéma jediné linie magnetického pole, když se obepíná kolem Slunce (omega efekt) a poté se krouží na sebe (alfa efekt). Šipky označují směr, kterým se sluneční materiál pohybuje, když s ním táhne linii pole. Obrázek přes NASA / MSFC.

Na vrcholu rotačního pohybu sluneční plazmy proudí konvekce materiál z rovníku na póly a zpět. To krouží pole kolem sebe na smyčky a spirály.

Vinutí a kroucení linií slunečního magnetického pole je popsáno pomocí modelu alfa-omega dynamo. V tomto modelu alfa představuje kroucení a omega představuje obal. Zamotané linie pole mohou vytvářet nestability v místním magnetickém poli a způsobit sluneční skvrny, světlice nebo hromadné vystřelení.

Tento model je obecně přijímaným vysvětlením chování slunečního magnetického pole, ale není to dokonalé, vysvětlil Stefani. Předpovídá, že zkroucení nestability se bude každých několik let náhodně kmitat. Model však nedokáže vysvětlit, proč počet slunečních skvrn voskuje a ubývá zhruba za 11 let, nebo proč magnetické pole slunečního záření každých 22 let obrací polaritu.

Odliv, nízká aktivita

Další fenomén sluneční soustavy se děje každých 11 let: Venuše, Země a Jupiter se vyrovnají na oběžné dráze. Tyto tři planety mají nejsilnější přílivový účinek na slunce, první dvě kvůli jejich blízkosti ke slunci a třetí kvůli své hmotnosti. Předchozí pozorovací studie ukázaly, že minima v cyklu slunečních skvrn se objevila během několika let od tohoto zarovnání za posledních zhruba 1000 let. Stefani řekl:

Když se podíváte na tento trend, má úžasný paralelismus.

Vědci chtěli vyzkoušet, zda by planetární zarovnání mohlo ovlivnit alfa efekt slunce a v pravidelných intervalech donutit meziplanetární odliv. Tým začal se standardním modelem alfa-omega dynamo a každých 11 let přidal malý přílivový tah k alfa efektu, aby simuloval zarovnání. Stefani vysvětlil:

Náš dynamo model není úplně nový. Skutečně stavíme na staromódním nebo konvenčním alfa-omega dynamu.

Simulace ukázala, že i slabý přílivový tah 1 metr [asi 1 yard] za sekundu každých 11 let donutil nestabilní magnetické zvraty pulzovat se stejným obdobím. Simulovaná polarita dynama osciluje s 22letým obdobím stejně jako skutečné solární dynamo. Stefani řekl:

S trochou tohoto periodického alfa můžeme skutečně synchronizovat dynamo období na 22 let [s] planetární silou.

Protože tyto magnetické nestability jsou spojeny se sluneční aktivitou, vědci tvrdí, že tato synchronizace by také mohla potlačit (nebo generovat) sluneční skvrny přes Slunce zhruba ve stejnou dobu - jinými slovy, cyklus slunečních skvrn. Tým zveřejnil tyto výsledky v Solar Physics na konci května 2019.

Kontrintuitivní výsledek?

Steve Tobias je výzkumník solárního dynama na University of Leeds ve Velké Británii, který se tohoto výzkumu nezúčastnil. Řekl:

Toto je zajímavý dokument.

Tobias tvrdil, že kombinované planetární přílivy jsou příliš slabé na to, aby přímo stanovily délku slunečního cyklu. Pravděpodobnou příčinou je dynamika plazmatu hluboko na slunci, řekl Eos .

Nicméně, řekl, tato studie

… Zdá se, že i malé množství síly z přílivových procesů může rezonančně synchronizovat cyklus. Tento kontraintuitivní výsledek by měl být prozkoumán dále zkoumáním chování serverů proxy pro sluneční aktivitu, jako je rychlost produkce izotopů berylia uloženého v ledových jádrech.

Je možné, že jiné planetární systémy by mohly mít přílivově dominantní planety, které rezonují se svými slunci, jako je ta naše, řekla Stefani, ale není pravděpodobné, že to dokážeme. Pro většinu hvězd řekl:

... máme připomínky, které se vracejí asi 40 let. A lidé jsou šťastní, pokud dokážou identifikovat dvě, tři nebo čtyři období. Pouze pro naše Slunce máme všechna historická pozorování. Máme data berylia. Můžeme se vrátit tisíce let.

Naše slunce je docela obyčejná hvězda, ale v tomto smyslu je docela zvláštní.

Sečteno a podtrženo: Nový výzkum naznačuje, že pravidelné vyrovnání planet vytváří dostatečně silný tah pro regulaci 11- a 22letých cyklů Slunce.

Via Eos