В РФ обнаружили классический закон турбулентности в магнитном поле Солнца

Исследователи из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с коллегами из Института механики сплошных сред УрО РАН и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН) выяснили, что колебания магнитного поля на полюсах Солнца подчиняются закону турбулентности, открытому советским математиком Андреем Колмогоровым в 1941 году. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ученые проанализировали 50-летние прямые измерения магнитного поля, выполненные в обсерватории имени Уилкокса (США). С помощью вейвлет-анализа они обнаружили, что энергия колебаний распределяется между крупными и мелкими масштабами по универсальному закону турбулентности. Впервые при прямом наблюдении магнитного поля Солнца была выявлена математическая закономерность, охватывающая интервал от одного месяца до 6,5 лет.

Индекс наклона спектра — показатель затухания колебаний с ростом частоты — оказался близок к значению, предсказанному законом Колмогорова для развитой турбулентности. Это открытие позволяет усовершенствовать физические модели конвективной зоны Солнца, где зарождается его магнитное поле.

Как отметил профессор кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ Родион Степанов, полученные спектральные характеристики подтверждают универсальность 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.

Работа поддержана Российским научным фондом.