Ученые обнаружили на Солнце гигантские волны, участвующие в формировании погоды и аналогичные тем, что наблюдались в атмосфере и океане Земли. Явление, получившее название волн Россби, было предсказано еще 40 лет назад, но зафиксировать его раньше не удавалось.
Открытие описано в журнале Nature Astronomy, передает Индикатор.
Из-за вращения Земли потоки жидкости и воды движутся не по прямой, а по «закрученной» траектории (так, например, образуются циклоны и антициклоны), причем степень закручивания изменяется по мере движения от полюсов к экватору. Из-за этой неоднородности и возникают волны Россби – гигантские изгибы воздушных и океанических течений. Они представляют собой колебания по широте при движении высотных ветров и разделяют холодный полярный воздух от более теплого, двигающегося из тропиков. Причина возникновения волн Россби заключается в том, что сила Кориолиса по-разному действует на разных широтах. Они проявляются и на других планетах — например, шестиугольник на полюсе Сатурна связывают именно с волнами Россби.
Их можно наблюдать практически на любой климатической карте Земли, а для северного полушария эти волны — один из ключевых факторов, влияющих на формирование погоды. Эти волны не статичны и меняются со временем, иногда доходя до экватора и влияя на погоду даже в Австралии. Предполагалось, что такие волны должны быть и на Солнце, однако наблюдать их до сих пор не удавалось.
«Солнечные волны Россби обладают очень маленькой амплитудой и периодом в несколько месяцев, поэтому их чрезвычайно сложно зафиксировать», — комментирует руководитель коллектива первооткрывателей Лорен Гизон из немецкого Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка. Чтобы подтвердить выдвинутую десятилетия назад идею, ученыем потребовалось в течение шести лет наблюдать за Солнцем при помощи прибора HMI (Heliospheric and Magnetic Imager — устройство для отображения гелиосейсмических и магнитных данных) на борту Обсерватории солнечной динамики — космической станции NASA, запущенной для наблюдения за ближайшей звездой.
«Изображения HMI обладают достаточно большим пространственным разрешением, чтобы заметить движение фотосферных гранул на видимой поверхности Солнца», — поясняет Бьерн Лептиен, первый автор работы. Эти гранулы представляют собой конвективные ячейки на поверхности Солнца размером примерно 1500 километров. В работе гранулы использовались как реперные точки, по которым удалось восстановить намного более масштабные вихревые движения, связанные с волнами Россби. В результате удалось доказать наличие этого явления на глубинах до 20 000 километров. Эти волны завихренности двигаются в противоположном вращению Солнца сторону и наблюдаются только в экваториальных областях, что удивило астрономов.
Размер волн Россби на Солнце сопоставим с радиусом Солнца. Они играют важную роль во внутренней динамике звезды, так как в них заключена примерно половина кинетической энергии крупномасштабных движений вещества светила.