Ученые обнаружили классический закон турбулентности в магнитном поле Солнца

Исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с российскими коллегами обнаружили соответствие колебаний магнитного поля на полюсах Солнца фундаментальному закону турбулентности, открытому в прошлом веке советским математиком Андреем Колмогоровым. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

Источник: Unsplash

В исследовании также приняли участие специалисты Института механики сплошных сред УрО РАН и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН). Открытие позволяет усовершенствовать физические модели конвективной зоны Солнца — той самой области, где зарождается его магнитное поле. Понимание этих процессов — путь к точному прогнозированию поведения Солнца.

«Авторы выяснили, что колебания магнитного поля на полюсах Солнца подчиняются фундаментальному закону турбулентности, который еще в 1941 году открыл советский математик Андрей Колмогоров. Используя 50-летние прямые измерения магнитного поля, выполненные в обсерватории имени Уилкокса (США), и продвинутый метод обработки данных — вейвлет-анализ, — они обнаружили, что энергия этих колебаний распределяется между крупными и мелкими колебаниями по универсальному закону турбулентности», — сообщили в ПНИПУ.

Ученые впервые при прямом наблюдении магнитного поля Солнца обнаружили математическую закономерность, охватывающую интервал от одного месяца до 6,5 лет. Именно в этот промежуток индекс наклона спектра — показатель того, насколько быстро затухают колебания с ростом их частоты — оказался близок к знаменитому закону, предложенному академиком Андреем Колмогоровым еще в 1941 году для описания развитой турбулентности.

«Полученные спектральные характеристики — это не просто подтверждение универсальности колмогоровской турбулентности. Теперь любая реалистичная компьютерная модель солнечного динамо должна воспроизводить не только 11-летний цикл, но и заполненный спектр колебаний с индексом, близким к −5/3», — пояснил Родион Степанов, профессор кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ, ведущий научный сотрудник ИМСС УрО РАН, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом, опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.