Päikese magnetväli on suurte miinimumide ajal maksimaalse tugevusega

Laurits Leedjärv | 12.05.2016

Tartu Observatooriumi juhtivteadur Jaan Pelt ja tema juhendatav Aalto Ülikooli (Espoo, Soome) doktorant Nigul Olspert osalevad rahvusvahelise teaduse tippkeskuse ReSoLVE (Research on SOlar Long-term Variability and Effects - Päikese pikaajalise muutlikkuse ja mõjude uurimine) töös. 

aa_1_cropped.jpg

Hiljuti avaldas keskuse DYNAMO töörühm Maarit Käpylä (Aalto Ülikool) juhtimisel ajakirjas Astronomy & Astrophysics artikli "Multiple dynamo modes as a mechanism for long-term solar activity variations", milles ühe põhitulemusena leitakse, et Päikese aktiivsuse nn. suurte miinimumide ajal (millest tuntuim on Maunderi miinimum aastail 1645-1715) muutub Päikese magnetvälja tugevus hoopis maksimaalseks.

Jaan Peldi ja Nigul Olsperdi roll selles uurimuses oli superarvuti poolt genereeritud andmeridade statistiline analüüs, eriti tsükliliste nähtuste otsimine Päikese sisemuse erinevates kohtades.

"Päikese 11-aastane tsükkel hõlmab muude nähtuste hulgas päikeseplekkide ilmumist ja kadumist. Päikesel toimuvad nähtused ja nende tsükliline iseloom muutuvad ajas, seega tuleb nende modelleerimiseks integreerida üle pikkade ajavahemike. Lühiajalised muutused ei paku näiteks kosmoseilma seisukohalt erilist huvi," selgitas Käpylä.

Aalto Ülikooli arvutiteaduse osakonna superarvutil viidi läbi numbriline simulatsioon, mis hõlmab Päikese magnetilise dünamo käitumist umbes 400 aasta jooksul. Arvutused Soome võimsaimal arvutil kestsid kuus kuud.

Käpylä väitel on Päikest tervikuna tänapäeva või lähituleviku arvuteil võimatu simuleerida. "Me ei väida, et see mudel vastab reaalsele Päikesele. See on vaid mitmete Päikesel toimuvate nähtuste 3D mudel, mille abil saab meie lähikosmose kliimat kujundavat tähte paremini mõista," lisas Käpylä.

Töö suurim üllatus on seotud Päikese rahulike perioodidega ehk suurte miinimumidega. Seni arvati, et Päikese magnetväli peaaegu kaob nende ajal, nii et ta ei ole võimeline tekitama päikeseplekke või teisi aktiivsuse ilminguid.

"Tegelikult on magnetväli Maunderi miinimumi ajal oma maksimaalse tugevusega. Seni oleme me vaadelnud ainult Päikese pinnal toimuvat, kuid simulatsioonid lubavad meil piiluda pinna alla. Maunderi miinimumi ajal
vajub magnetväli konvektiivse tsooni põhja ja on seal väga tugev," ütles Käpylä.

Konvektiivne tsoon ehk Päikese välised kihid on nagu keev katel, kus liiguvad soojust edasikandvad mullid. See mitte ainult ei tekita magnetvälja, vaid muudab kogu piirkonna turbulentseks, mistõttu selle numbriline modelleerimine on äärmiselt keeruline.

Maarit Käpylä asub 2016. aasta suvel juhtima uut rahvusvahelist töörühma Saksamaal Max Plancki Päikesesüsteemi Uurimise Instituudis. Ta jätkab ka DYNAMO rühma juhtimist ReSoLVE tippkeskuses, keskendudes veelgi suurematele numbrilistele simulatsioonidele.

Artikkel ajakirjas Astronomy & Astrophysics: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201527002

Pressiteated maailma teadusportaalides: