Международная группа учёных из США и Германии провела своего рода магнитно-резонансную томографию потоков плазмы под поверхностью Солнца и обнаружила, что их скорость в 100 раз меньше рассчитанной теоретически.
Это означает необходимость пересмотра существующих концепций теплопереноса от ядра к поверхности светила. А также очередное признание того, что некоторые механизмы функционирования внутренностей звёзд нам пока неясны. В частности, формирование солнечных пятен и регионов, генерирующих магнитное поле, объяснялось совершенно неверно. Посему открытие требует обнаружения альтернативных механизмов объяснения таких явлений.
Считается, что тепло от ядра, с его миллионами градусов, передаётся к поверхности, имеющей всего 5 800 К, посредством конвективного переноса (точно так же тепло от батареи распространяется по комнате). Таким образом, гидродинамика и её модели переносились на динамику водородно-гелиевой плазмы, что, как оказалось, было ошибкой.
Чтобы сделать потокам плазмы на Солнце «МРТ», исследователи воспользовались изображениями конвективных потоков плазмы, полученными 16-миллионопиксельной камерой Helioseismic and Magnetic Imager, которая находится на борту Обсерватории солнечной динамики НАСА. Применив эти данные для моделирования внутренних процессов конвективного переноса, учёные с удивлением обнаружили, что скорость конвективных потоков под солнечной поверхностью в 100 раз меньше теоретически необходимой для обеспечения наблюдаемой температуры солнечной поверхности.
«Наше нынешнее теоретическое понимание генерирования магнитного поля на Солнце основывается на том, что эти движения [потоков плазмы] имеют определённую интенсивность, — отмечает Шраван Ханасодж, сотрудник Принстонского университета (США) и ведущий автор исследования. — Эти конвективные потоки, как считается, отвечают за крупномасштабную циркуляцию плазмы во внешней трети Солнца, генерирующую его магнитное поле». И это уже совсем не то же самое, что батареи отопления, переносящие тепло в 100 раз хуже, чем было задумано: получается, что магнитное поле Солнца на 99% обеспечивается бог весть чем. Кроме того, температура поверхности Солнца, согласно имеющимся моделям её подогрева, должна быть значительно ниже видимой — а значит, и наличие солнечного света на Земле в нынешних количествах необъяснимо.
«Если эти движения [потоков плазмы под поверхностью Солнца] действительно так слабы, — заключает исследователь, — то общепринятая теория генерации магнитного поля Солнца не работает, оставляя нас без какой-либо альтернативной теории, способной объяснить наблюдаемую интенсивность, и заставляя пересмотреть наше понимание физики солнечных недр».
Есть всего два варианта: либо работа не учитывает некий мощный фактор, тормозящий конвективные потоки плазмы на поверхности Солнца, либо мы не знакомы с механизмами, определяющими интенсивность движения плазмы внутри звезды. В любом случае физика Солнца может быть серьёзно пересмотрена.
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.