С жизнью Солнца соединено множество страхов и ожиданий - люди боятся магнитных бурь, погодных катаклизмов, которые могут вызвать конфигурации солнечного цикла. Астрофизик Сергей Богачев из Физического института имени Лебедева РАН ведает, как был найден солнечный цикл, как он влияет на Землю, и что ожидать от Солнца в наиблежайшие годы и десятилетия.
Черновики фармацевта
В 1843 году Генрих Швабе, фармацевт, а по совместительству астроном-любитель, опубликовал в журнальчике германского астрономического общества Astronomische Nachrichten собственный труд «Наблюдения Солнца в 1843 году», где направил внимание не некие странноватые закономерности в численности солнечных пятен. Нужно огласить, что Швабе не был солнечным астрологом и вообщем не занимался физикой Солнца, а был одержим идеей существования в солнечной системе загадочной планетки Вулкан, находящейся поближе всех к Солнцу.
Отыскать эту планетку он пробовал методом долголетних наблюдений Солнца в надежде узреть прохождение неизвестного темного силуэта по солнечному диску. В поисках ему чрезвычайно мешали солнечные пятна, положение и число которых он аккуратненько выписывал, чтоб не спутать с ними объект собственных поисков. По драматичности судьбы конкретно эти черновые записи, которые сам Швабе разглядывал как обычной технический материал, навсегда вписали его имя в историю науки, потому что накопив данные за 15 лет наблюдений, Швабе нашел солнечный цикл, период которого оценил в 10 лет.
Это открытие было тем удивительнее, что к тому времени европейцы следили пятна на Солнце уже 230 лет (с 1614 года, когда они были независимо друг от друга открыты Галилеем и Кристофом Шейнером). Наиболее того, к тому времени уже практически 100 лет, с 1749 года, пятна изучались проф астрологами в обсерватории городка Цюрих (Швейцария). Тем более, потребовалось два века, чтоб люди нашли в их то, что на данный момент считается более базовым действием на Солнце и главной его загадкой.
Циклы высочайшие и низкие
Опосля открытия Швабе в обсерватории Цюриха были пересчитаны все архивы данных с 1749 года и доказано, что солнечный цикл не появился посреди XIX века, а существовал всегда, но не был найден ранее. Первому циклу, который нашли в данных обсерватории Цюриха (он начался в марте 1755 года), присвоили номер 1. По данной для нас системе цикл, который нашел Швабе, имеет номер 8, а цикл, который развивается на Солнце на данный момент (да, этот ряд все еще длится), - номер 24. Так как пятна наблюдались с начала XIX века, другими словами за 150 лет до цикла 1, этот ряд можно продолжить и в прошедшее. В таковой системе самый 1-ый цикл, который нашли европейцы, будет иметь номер минус 12.
Количество пятен на Солнце измеряется в так именуемых числах Вольфа (по имени директора обсерватории Берн Рудольфа Вольфа, который ввел их посреди XIX века). Чем выше число Вольфа - тем выше уровень солнечной активности. Наибольшую высоту за практически 260-летнюю историю наблюдений имел максимум 1954 года, а самый маленький солнечный максимум наблюдался в 1804 году. Самым маленьким был цикл 2, продолжавшийся ровно 9 лет, а самый длиннющий цикл, с номером 4, длился 13 лет и 7 месяцев.
Современные данные молвят, что цикл активности - это еще больше, чем просто изменение числа пятен на Солнце. С таковым же 11-летним периодом изменяются потоки твердого излучения, исходящего от Солнца, число солнечных вспышек, скорость солнечного ветра, количество магнитных бурь на Земле и даже плотность и высота земной атмосферы. Это некоторый пульс нашей звезды, чрезвычайно медленный по нашим меркам и чрезвычайно стремительный для Солнца, возраст которого составляет млрд лет.
Чем угрожает солнечная спячка
Настолько длиннющий ряд наблюдений Солнца дозволяет оценить и современную эру. Где мы на данный момент находимся? Является ли ситуация на Солнце, ежели сопоставить ее с 260-летним рядом наблюдений, неповторимой либо, напротив, мы живем в скучноватую обычную эру? В целом, самого беглого взора на график чисел Вольфа довольно, чтоб осознать, что ни о какой завышенной активности в крайние годы говорить не приходится.
Количество пятен на Солнце в текущее время сопоставимо с самыми низкими значениями из когда-либо наблюдавшихся. Ежели ассоциировать текущий солнечный цикл со всеми прошлыми, только два из 23-х узнаваемых циклов имели наиболее низкие максимумы: цикл 5 и цикл 6, продолжавшиеся приблизительно с 1800 по 1820 годы. Данный период отлично известен в физике Солнца и носит заглавие минимума Дальтона. Подобные собственные имена дают только самым глубочайшим провалам на графике солнечной активности. Ежели ассоциировать меж собой не максимумы, а минимумы отдельных солнечных циклов, то самыми низким в истории оказываются минимумы циклов с 4 по 6, а на четвертом месте размещается минимум 2008 года, предшествовавший сегодняшнем циклу. Тот же период оказался абсолютным рекордсменом по числу дней, когда пятна на Солнце не наблюдались вообщем - 821 день без пятен.
Почему и как нередко Солнце впадает в схожую спячку, как долго она продолжается и чем это угрожает? Отдать ответ на этот вопросец достаточно трудно, хотя бы по той причине, что когда идет речь о таковых глобальных действиях, даже 300 лет наблюдений кажутся чрезвычайно малым промежутком, чтоб сделать достоверные выводы. Тем более, населению земли понятно как минимум о 2-ух схожих периодах, пришедшихся на исторически достоверный период времени. Это уже упоминавшийся минимум Дальтона, пришедшийся на 4, 5 и 6 солнечные циклы, и период, который нельзя узреть на каноническом ряде циклов, но который в текущее время общепризнан - это минимум Маундера, обхватывающий интервал времени с 1645 по 1715 годы.
Минимум Маундера обширно известен тем, что приблизительно совпадает по времени с малым ледниковым периодом в современной истории, когда, как считается, средняя температура на нашей планетке свалилась на 5-10 градусов. Достоверных сведений о падении температуры во время минимума Дальтона нет, что, вообщем, можно разъяснить и тем, что в те времена подобные измерения не проводились, и падение средней температуры на 2-4 градуса могло остаться для населения земли незамеченным (навряд ли оно могло быть огромным, хотя бы по той причине, что минимум Дальтона был практически вдвое короче минимума Маундера). Совпадение минимума Маундера с малым ледниковым периодом одна из обстоятельств, по которой ученые с еще большей настороженностью относятся к аномально низкой активности Солнца, чем к высочайшей. Сиим они, а именно, различаются от подавляющего большинства людей, которых стращают быстрее большие вспышки, чем спокойное Солнце.
Конкретного ответа на вопросец о причинах провалов солнечной активности нет. Можно высказать две правдоподобных точки зрения. 1-ая состоит в том, что как и хоть какой непростой процесс, механизм солнечного цикла подвержен короткосрочным сбоям, которые носят случайный процесс и непредсказуемы. Сбои эти могут быть короткосрочными, всего на 1 цикл, что не замечается Солнцем, или продолжительными, приводящими к затяжному и трудному выходу нашей звезды на обыденный ритм, как это было во время минимумам Маундера.
2-ое разъяснение состоит в том, что процесс таковых сбоев не случаен и является следствием наличия у Солнца не считая 11-летнего цикла к тому же крупномасштабных вековых, тысячелетних, а быть может и еще наиболее длительных периодов. В данном случае ежели в одной точке сходятся две либо даже три точки минимума: к примеру, на обыденный минимум накладывается столетний, возникает чрезвычайно глубочайший минимум, который может даже вполне подавить активность Солнца на один либо несколько циклов. Нужно огласить, что, взглянув на график солнечных циклов, даже человек дальний от науки увидит, что циклы как как будто и правда модулируются сверху крупномасштабной синусоидой - вековым циклом. Ни одна из этих обстоятельств, вообщем, не отрицает другую, и, не исключено, что они работают обе.
Пойдет ли солнце на взлет
Что представляет собой текущая, моментальная ситуация на Солнце, и что от него ожидать? Сначала, Солнце, судя по всему, прошло максимум активности и движется ко дну собственного цикла. О этом, а именно, говорит уже упоминавшийся факт, что наивысшее значение числа Вольфа было достигнуто практически два года назад, в ноябре 2011 года, и с того времени свалилось практически на третья часть, с 96 до 66. Очень тяжело поверить, что наша звезда сумеет переломить этот тренд и пойдет на 2-ой максимум (такие случаи были в истории наблюдений).
Вероятнее всего, нас ожидает монотонное падение до 2015-2016 годов, после этого наша звезда застынет в состоянии спячки на 3-4 года и очнется от него в 2019-2020 годах. Таковой спадающий тренд не исключает способности больших вспышек (не стоит забывать, что самые массивные вспышки в новой истории наблюдений, октября и ноября 2003 года, произошли на стадии спада), но в целом каждый последующий год будет спокойнее предшествующего.
Более принципиальным вопросцем на данный момент будет то, до какого уровня свалится активность, где она остановится? Просто все известные факты молвят о том, что высота грядущего максимума прямо связана с уровнем активности в минимуме. А именно, как уже говорилось выше, самые глубочайшие минимумы наблюдались конкретно перед циклами, относящимися к минимуму Дальтона. Ежели Солнце остановится на уровне чисел Вольфа 15-20 не будет падать далее, означает, активность вошла в норму, и нас ожидает обычный солнечный цикл. Ежели же оно уйдет под средний уровень 10, то это будет с большой вероятностью значить, что нас ожидает очередной подавленный цикл, что, по-видимому, значит начало крупномасштабного провала активности, способного отразиться на климате Земли.