Учёные представили новые данные о влиянии турбулентности на перенос момента импульса в солнечном ветре, что может изменить понимание эволюции звёзд. Исследование основано на сочетании теоретического моделирования и наблюдений зонда Parker Solar Probe (PSP) вблизи поверхности Альвена, где разделяются режимы звёздного ветра. Результаты показали, что турбулентность, особенно с преобладанием магнитных флуктуаций, существенно замедляет потерю углового момента Солнца.
В основе работы лежит усовершенствованная модель магнитогидродинамики (МГД), которая учитывает флуктуации любой амплитуды. Упростив расчёты за счёт аксиальной симметрии в экваториальной плоскости Солнца, авторы модифицировали классическую теорию Вебера и Дэвиса 1967 года, добавив компоненты турбулентных напряжений. Это позволило количественно оценить вклад кинетических и магнитных возмущений.
Полное солнечное затмение в Митчелле, штат Орегон, 21 августа 2017 года. Источник: M. Druckmuller, Habbal et al
Ключевые выводы опираются на данные глобальной МГД-модели солнечной короны, а также на прямые измерения PSP. Анализ выявил, что турбулентность в среднем снижает момент импульса солнечного ветра. Например, в областях, где энергия магнитных флуктуаций превышает кинетическую, замедление потери углового момента Солнца становится значительным.
Упрощённое моделирование долгосрочной эволюции скорости вращения Солнца подтвердило, что учёт турбулентности приводит к более медленному снижению его угловой скорости. Однако авторы подчёркивают: текущая модель не учитывает переменную скорость потери массы, что требует дальнейших исследований. Это ограничение не отменяет главного — турбулентность играет критическую роль в звёздной динамике.
Полученные результаты важны для астрофизики, где механизмы переноса момента импульса в звёздных атмосферах остаются загадкой. Работа также демонстрирует ценность миссии PSP, чьи данные продолжают раскрывать тонкие процессы в солнечном ветре. Учёные надеются, что развитие численных моделей с учётом массы, магнитных полей и турбулентности улучшит прогнозирование эволюции не только Солнца, но и других звёзд.
