400-годишна загадка на Слънцето е разкрита: Защо слънчевите петна са толкова стабилни

Ваня Милева Последна промяна на 16 юли 2025 в 00:00 193 0

Слънчеви петна

Кредит NASA
Слънчевите петна по Слънцето са обект на ново проучване

Откакто за първи път, в началото на 17 век, са забелязани от Галилей, слънчевите петна очароват учените. Тези тъмни петна по повърхността на Слънцето могат да се запазят в продължение на дни или дори месеци, но досега изследователите не са могли да обяснят напълно защо остават стабилни за толкова дълги периоди върху турбулентната повърхност на Слънцето.

Проучване, публикувано в Astronomy & Astrophysics, най-накрая разреши тази вековна загадка. Международен екип учени, ръководен от изследователи от Германския институт по слънчева физика, е разработил революционно нов метод за анализ на стабилността на слънчевите петна, който разкрива деликатния баланс, поддържащ тези слънчеви характеристики непокътнати.

Група слънчеви петна, обозначени като Активна област 1520, в лявата страна на слънцето на 7 юли 2012 г. Кредит: NASA/Goddard Space Flight Centre


Слънчевите петна са области, където магнитното поле на Слънцето е силно, сравнимо с магнитното поле в болничен ЯМР апарат, но покриващо площ, по-голяма от самата Земя. Тези концентрации на магнитно поле се появяват като тъмни петна, защото са по-хладни от околната слънчева повърхност, но всъщност слънчево петно, изолирано от останалата част на диска, би светило по-ярко от пълната Луна.

Броят на слънчевите петна следва 11-годишен цикъл, достигайки максимална активност, а тогава е най-вероятно да се случат слънчеви бури. През тези периоди нестабилните магнитни конфигурации в близост до слънчевите петна могат да предизвикат експлозивни събития, наречени изхвърляния на коронална маса и слънчеви изригвания. Тези космически метеорологични събития могат да нарушат сателитните комуникации и в екстремни случаи да причинят повреди в електропреносната мрежа на Земята.

Когато се наблюдават на коронографски изображения с бяла светлина, изхвърлянията на коронална маса (CME) понякога наподобяват електрическа крушка, притежавайки ярка външна обвивка, подобна на крушка, обграждаща тъмна кухина и компактна вътрешна структура. Кредит: NASA

Отдавна се предполага, че слънчевите петна остават стабилни поради равновесие между газовото налягане и магнитните сили. Доказването на този баланс обаче е предизвикателство поради атмосферни смущения, които пречат на наземните наблюдения на магнитното поле на Слънцето.

Изследователският екип постига решаващ напредък, подобрявайки техника, първоначално разработена в германския Институт за изследване на слънчевата система "Макс Планк". Усъвършенстваният им метод премахва ефектите на размазване на земната атмосфера от наблюденията, направени с германския слънчев телескоп GREGOR.

Магнитно поле, измерено (в гауси) в същото слънчево петно, наблюдавано с немския телескоп GREGOR. Лявата страна на изображението показва магнитното поле, измерено с помощта на оригиналните данни, докато дясната страна показва магнитното поле, измерено след коригиране на смущенията, причинени от земната атмосфера. Кредит: Institut für Sonnenphysik

Използвайки тази усъвършенствана техника, изследователите анализират поляризираната светлина, излъчвана от Слънцето, за да измерят магнитните сили в слънчевите петна с безпрецедентна прецизност. Техните измервания сега постигат резултати с качеството на сателитни измервания, получени от наземни телескопи, на част от цената.

Анализът разкрива, че магнитните сили вътре в слънчевите петна са перфектно балансирани от сили на налягане, поддържайки строго равновесие. Този деликатен баланс обяснява защо слънчевите петна могат да оцелеят за толкова дълги периоди върху турбулентната повърхност на Слънцето.

Магнитна сила (вертикална ос) спрямо сила на налягане (хоризонтална ос) в слънчево петно, наблюдавано с немския 1,5-метров слънчев телескоп GREGOR (сини кръгове). До него е същото слънчево петно, наблюдавано с японския 0,5-метров спътник Hinode (червени квадрати). Диагоналната пунктирана линия представлява равновесната линия, където силата на натиск е равна на магнитната сила. Всички точки с данни са разположени по протежение на тази равновесна линия, което показва, че слънчевото петно е в равновесие и следователно стабилно.Магнитна сила (вертикална ос) спрямо сила на налягане (хоризонтална ос) в слънчево петно, наблюдавано с немския 1,5-метров слънчев телескоп GREGOR (сини кръгове). До него е същото слънчево петно, наблюдавано с японския 0,5-метров спътник Hinode (червени квадрати). Диагоналната пунктирана линия представлява равновесната линия, където силата на натиск е равна на магнитната сила. Всички точки с данни са разположени по протежение на тази равновесна линия, което показва, че слънчевото петно е в равновесие и следователно стабилно. Кредит: Institut für Sonnenphysik

Това откритие има значителни практически приложения. Чрез разбирането на точните механизми, които поддържат слънчевите петна стабилни, учените биха могли да предскажат кога тези слънчеви структури ще станат нестабилни и е по-вероятно да предизвикат опасни космически метеорологични събития (космическо време).

По-доброто прогнозиране на слънчевите бури би могло да помогне за защитата на спътниците, електрическите мрежи и астронавтите от вредната радиация. Тъй като нашето общество става все по-зависимо от спътниковите технологии и електронната инфраструктура, това изследване предоставя ключови прозрения за защита на съвременния живот от слънчеви заплахи. То също така представлява важна стъпка напред в слънчевата физика, комбинирайки усъвършенствани наземни наблюдения със сложни техники за анализ, за да разреши една от най-старите мистерии на астрономията.

Справка: J. M. Borrero et al, The role of the Lorentz force in sunspot equilibrium, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202554241

Източник: Scientists Solve 400 Year Old Solar Mystery, Mark Thompson, Universe Today

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !