Група міжнародних дослідників виявила фізичний процес, що пояснює тривале існування сонячних плям лежить на поверхні нашого світила. Науковий колектив встановив, що ці темні області зберігаються завдяки особливій рівновазі між магнітними силами та газовим тиском у сонячній плазмі. Результати роботи опубліковано у науковому виданні Astronomy & Astrophysics.
Темні області зниженої температури на сонячній поверхні фіксувалися спостерігачами з давніх-давен. Документальні свідчення підтверджують, що китайські астрономи помітили це ще 27 року до н.е. Існують історичні свідчення про те, що грецький мислитель Анаксагор міг спостерігати подібні структури 467 року до н.е. – За багато століть до створення перших телескопів.
Астрономічна спільнота давно цікавила питання: чому ці утворення можуть зберігатися тижнями та місяцями в умовах вкрай динамічної сонячної атмосфери? Фахівці з Інституту фізики Сонця (Фрайбург, Німеччина) спільно із закордонними партнерами застосували оригінальний метод дослідження для розв’язання цієї проблеми.
У роботі вчені задіяли німецький геліотелескоп GREGOR, сфокусувавшись на аналізі поляризованого випромінювання. Цей підхід дозволив отримати високоточні виміри без залучення космічних апаратів. Поляризоване світло характеризується впорядкованим напрямом коливань електромагнітного поля, що дає змогу точніше реєструвати параметри сонячних структур.
Проведене дослідження показало, що формування плям відбувається при підйомі розпеченої плазми до фотосфери, де матерія охолоджується та ущільнюється. Ці області підтримують стабільність завдяки стану «магнітогідростатичного балансу» – взаємної компенсації газового тиску та магнітної напруги. Саме цей фізичний механізм забезпечує тривале існування плям всупереч турбулентним процесам у сонячній атмосфері.
Автори роботи зазначають, що сонячні плями, незважаючи на знижену температуру щодо фотосфери, є ключовими індикаторами сонячної активності. Вони безпосередньо пов’язані з потужними енергетичними явищами – спалахами та корональними викидами маси, здатними впливати на космічну техніку, системи телекомунікацій та енергетичну інфраструктуру Землі.
Отримані знання про фізику довготривалої стійкості сонячних плям розширюють можливості вчених до вивчення 11-річного циклу активності нашої зірки. Це дозволить удосконалювати методики прогнозування періодів посилення сонячної активності, що є критично важливим для захисту орбітальних та наземних технічних систем від руйнівного впливу космічної погоди.