15 августа 2012, 14:37 Наука Размер текста А А А

Солнце не треснуло, но идет на спад

Активность Солнца в 2012 году не увеличилась: возможно, впереди малый ледниковый период

«Трещина» на Солнце. Наблюдения с Земли.

tesis.lebedev.ru // Обсерватория APO + LEN Возможно, Земля находится в начале нового ледникового периода: активность Солнца в 2012 году так и не увеличилась, хотя ее расчетный максимум приходился как раз на этот год. То, что сейчас происходит с Солнцем, сравнимо с так называемыми минимумами Маундера и Дальтона в XVII--XIX веках, которые по времени совпали с резким снижением глобальных температур. Впрочем, связь земного климата с солнечной активностью еще не доказана.

Начиная с середины XVIII века обсерватория города Цюрих начала регулярные исследования солнечной активности. Цикл, с которого ученые начали наблюдения, был назван первым солнечным циклом. Соответственно, с тех пор прошли 23 цикла, и в настоящее время мы находимся в середине нового, 24-го цикла, который является весьма загадочным.

close 100%

График зависимости солнечной активности с момента начала постоянных наблюдений. Видны все 23 солнечных цикла // spaceweather.com

Максимум 23-го цикла пришелся на 2001 год, и нетрудно заметить, что следующего максимума можно было ожидать в 2012 году. Расчетный минимум (то есть окончание 23-го цикла и начало 24-го) приходился на 2006–2007 годы, после чего должен был начаться плавный подъем. Но на деле этого не произошло. Вместо плавного подъема наблюдался совершенно непонятный плавный спад, а в 2008–2009 году был глубочайший минимум активности Солнца, когда она буквально ушла в ноль. Обычно минимум проходит повыше нулевой отметки, а тут наблюдался очень редкий минимум. Со второй половины 2009 года на Солнце начал регистрироваться новый рост активности.

Но к 15 августа 2012 года она перестала расти и опустилась ниже уровня прошлого года.

close 100%

Текущий вид Солнца (слева; снимок получен обсерваторией SDO 14 августа 2012 года) и вид Солнца вблизи максимума предыдущего солнечного цикла (справа; снимок получен обсерваторией SOHO 15 июля 2000 года) // tesis.lebedev.ru

Текущий уровень активности в четыре раза ниже максимальных значений, зафиксированных за 260 лет непрерывных наблюдений Солнца, и всего лишь на несколько процентов выше, чем во время последнего сбоя солнечной активности — минимума Дальтона в 1790–1830 годах. Такие выводы следуют из вспышечной активности Солнца и анализа чисел Вольфа — основного способа измерения и описания циклов солнечной активности.

Неожиданное затишье Солнца в 2008–2009 годах породило целый ряд прогнозов о характеристиках будущего солнечного максимума, среди которых можно было выделить как минимум два противоположных сценария.

Согласно первому сценарию, Солнце должно высвобождать в каждом цикле примерно равное суммарное количество энергии. Соответственно, если активность Солнца была подавлена на несколько лет, то в последующие годы темп энерговыделения должен компенсировать это отставание, то есть быть заметно выше среднего. Исходя из этого, можно было ожидать, что фаза роста нового цикла будет необычно быстрой; при этом, «разогнавшись», Солнце на пике могло достигнуть исключительно высоких значений активности.

Второй сценарий основан на наблюдениях, согласно которым за всю историю исследования Солнца на нем ни разу не регистрировалось предельно высоких максимумов.

При этом, однако, было зарегистрировано как минимум два исключительно глубоких спада активности. Первый из них был измерен непосредственно: это уже упоминавшийся так называемый минимум Дальтона, в котором Солнце находилось во время своего пятого и шестого циклов (с 1784-го по 1810 годы). Второй минимум известен из косвенных данных (из ранних наблюдений астрономов-любителей и методов радиоуглеродного анализа) и является наиболее известным из всех. Это так называемый минимум Маундера, продолжавшийся с 1645-го по 1715 год, то есть более полувека, и совпавший с наиболее холодной фазой так называемого малого ледникового периода (отметим, что достоверная связь между этими двумя событиями все же не установлена). Поскольку минимумы Маундера и Дальтона весьма близки (их разделяет менее ста лет), часто считается, что более поздний минимум Дальтона является как бы эхом (второй волной) от минимума Маундера. После этого на протяжении следующих 200 лет наблюдений Солнце работало как часы. Второй сценарий развития солнечной активности в новом цикле как раз предполагал, что исключительно глубокий провал солнечной активности в 2006–2009 годах может быть предвестником нового крупного сбоя продолжительностью не менее нескольких солнечных циклов, то есть от 25 до 100 лет. <2>

Несмотря на апокалиптические сообщения различных СМИ о предстоящем в 2012 году конце света, который настанет после того, как «Солнце в сентябре--декабре 2012 года сожжет Землю», анализ вспышечной активности и количества пятен показывают, что сценарий экстремально высокого солнечного цикла на Солнце не реализовался.

Зато все более вероятным становится второй сценарий — экстремально слабого солнечного цикла, сравнимого по уровню с минимумом Дальтона.

Так, максимальное месячное число Вольфа (показатель, характеризующий количество пятен на Солнце), зарегистрированное в этом году, составляет всего W=69,0 — оно было достигнуто в мае 2012. Во время рекордного за последние 260 лет солнечного цикла № 19 в его максимуме было достигнуто почти в четыре раза большее значение W=253,8. Таким образом, до рекордной активности Солнцу еще очень далеко, тогда как до уникально низких значений активности, напротив, осталось совсем немного. Во время цикла № 5 (начало минимума Дальтона) наивысший уровень активности равнялся W=62,3, а во время следующего цикла максимум был зафиксирован на уровне W=96,2. Это всего на несколько процентов ниже (а для цикла № 6 даже выше), чем текущий уровень, регистрируемый на Солнце.

Более же низких солнечных циклов за 260 лет не наблюдалось.

Таким образом, Солнце хотя еще и не перешло в состояние нового глобального сбоя активности (такой вывод нельзя делать на основе только трех лет наблюдений), но очень близко к этому. К тому же с 2011 года солнечная активность перестала расти. Пик чисел Вольфа был достигнут не в текущем году (когда ожидался максимум), а в ноябре 2011 года (W=96). Таким образом, активность Солнца в этом году почти на 50% ниже, чем в предыдущем, притом что с марта солнечная активность уже почти полгода стабилизирована на уровне W=64–69, равном уровню минимума Дальтона.

По мнению специалистов лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН, решающей для понимания того, куда же движется наша звезда, станет вторая половина текущего года. В течение ее станет ясно, появился ли у Солнца восходящий тренд или наша звезда застыла на текущем уровне, либо даже начала падать к еще более низким значениям. «Если текущий уровень активности не будет существенно (в полтора-два раза) повышен уже в ближайшие 6–12 месяцев, это будет означать, что Солнце проходит через один из самых низких в истории солнечных циклов, которые до этого регистрировались лишь во время длительных сбоев активности, почти неизбежно сопровождавшихся резкими изменениями климата Земли», — считают ученые.

Говоря о последних новостях, связанных с Солнцем, нельзя не отметить интересную структуру, которая наблюдалась в последние несколько дней: это тонкая темная структура с неровными краями, на первый взгляд очень похожая на трещину. <5>Собственно, эта структура стала лишним поводом некоторым СМИ написать очередную пугалку про конец света и озаглавить ее страшным названием в стиле «Солнце треснуло».

О том, что Солнце не является твердым телом и, будучи газовым объектом, не может потрескаться, почему-то никто из авторов сенсационных публикаций не подумал.

Природа трещины не представляет загадки для астрофизики. Это темное «волокно», состоящее из очень холодного (для звезды) газа — с температурой менее 10 тысяч градусов. Такие структуры лежат не на поверхности Солнца, а приподняты над ней на несколько тысяч километров; при этом поддерживаются они линиями магнитного поля, образующими как бы постамент. Фактически такие волокна — это гигантские солнечные облака. Благодаря низкой температуре (а она более чем в 100 раз ниже температуры окружающей короны) волокна не создают собственного излучения, а из-за своей высокой плотности не пропускают свет от поверхности Солнца. В итоге на диске возникает темная структура, иногда довольно причудливой конфигурации, при низком разрешении очень похожая на трещину.