Мощные солнечные бури, пятна и вспышки, которые могут нарушить работу спутников и энергосистем на Земле, генерируются магнитным динамо, расположенным глубоко внутри Солнца — примерно в 200 000 километрах под видимой поверхностью. Это расстояние примерно равно ширине 16 планет Земля, поставленных в ряд.

К такому выводу пришли физики из Нью-Джерсийского технологического института (NJIT) Кришненду Мандал и Александр Косовичев. Их исследование опубликовано 12 января 2026 года в журнале Scientific Reports.

Где рождается солнечное магнитное поле

Магнитное динамо Земли работает в жидком внешнем ядре благодаря конвекции расплавленного железа. На Солнце всё иначе: в самом центре — термоядерная топка, а во внутренних двух третях звезды находится радиационная зона, где энергия переносится гамма-квантами. Конвекция, необходимая для генерации магнитного поля, происходит только в наружной трети Солнца — в так называемой конвективной зоне.

Долгое время учёные спорили, где именно в этой зоне формируется динамо: в тонком приповерхностном слое или на границе между конвективной и радиационной зонами. Последняя гипотеза оказалась наиболее популярной. Границу эту называют тахоклином — узким переходным слоем, где резко меняется характер вращения плазмы.

Гелиосейсмология раскрыла тайну

Чтобы заглянуть внутрь Солнца, исследователи использовали метод гелиосейсмологии — анализ колебаний, которые распространяются через недра звезды и выходят на поверхность (фотосферу). Данные собирались почти 30 лет с помощью двух систем:

  • космической обсерватории SOHO (Michelson Doppler Imager);
  • наземной сети GONG — шести телескопов, расположенных в разных точках планеты.

Эти инструменты измеряют колебания фотосферы каждые 45–60 секунд. Характер волн зависит от потоков плазмы внутри Солнца, температуры и скорости вращения.

Анализ показал, что внутри конвективной зоны существуют вращающиеся полосы плазмы, которые образуют характерный «бабочковый» узор. Он идеально совпадает с миграцией солнечных пятен в течение 11-летнего цикла солнечной активности. Пятна — это более холодные области, где сильные магнитные поля выходят на поверхность.

«Мы годами подозревали, что тахоклин играет ключевую роль в солнечном динамо, но теперь у нас есть чёткие наблюдательные доказательства», — заявил Кришненду Мандал.

Он добавил, что до сих пор просто не хватало данных из глубины звезды, чтобы точно определить, где организуются мощные магнитные поля Солнца.

Как работает «двигатель»

В тахоклине, на глубине около 200 000 км, вращение плазмы сильно отличается от вышележащей конвективной зоны. Возникают мощные сдвиговые течения (shear), которые генерируют электрические токи и, соответственно, магнитное поле.

«Теперь, имея данные почти за три 11-летних солнечных цикла, мы наконец видим чёткие паттерны, которые открывают нам окно внутрь звезды», — отметил Мандал.

Учёные также установили, что вращающиеся полосы, рождающиеся вблизи тахоклина, могут годами распространяться к поверхности, прежде чем проявиться в виде солнечных пятен, вспышек и корональных выбросов массы.

Значение для прогнозов космической погоды

Понимание глубинного происхождения солнечного магнитного поля важно не только для фундаментальной астрофизики. Оно поможет улучшить модели прогнозирования космической погоды. Сейчас многие симуляции учитывают только процессы в приповерхностных слоях, но новые результаты показывают, что необходимо включать всю конвективную зону и особенно тахоклин.

«Наши находки пока не позволяют точно предсказывать будущие солнечные циклы, но они подчёркивают важность учёта тахоклина в моделях космической погоды», — подчеркнул Мандал.

Кроме того, Солнце остаётся единственной звездой, которую мы можем изучать «вблизи». Полученные данные помогут лучше понимать магнитную активность и на других звёздах.

Вкратце

Физики из NJIT с помощью гелиосейсмологии, проанализировав почти 30 лет данных от SOHO и GONG, показали, что солнечное магнитное динамо, ответственное за пятна, вспышки и корональные выбросы, формируется в тахоклине — на глубине около 200 000 км под поверхностью Солнца (эквивалент ширины 16 Земель). «Бабочковый» узор внутренних потоков плазмы совпадает с 11-летним циклом солнечной активности. Работа подтверждает глубокое происхождение динамо и подчёркивает необходимость учитывать тахоклин в моделях космической погоды. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.