Wsn290711

"И на Солнце бывают пятна" - гласит народная мудрость. Или теперь правильнее было бы говорить "бывали"? Потому что если верить американским исследователям, уже в ближайшие годы эта пословица в своем нынешнем виде надолго утратит смысл. На прошедшей недавно в Лас-Крусесе, штат Нью-Мексико, ежегодной сессии Отделения физики Солнца Американского астрономического общества сразу три группы ученых выступили с докладами, в которых они прогнозируют необычно длительную фазу низкой солнечной активности. До сих пор, как известно, активность Солнца - и, соответственно, количество пятен на нем, - изменялись циклически с периодом от 9 до 14 лет. Два таких цикла со средней продолжительностью 11 лет образуют 22-летний цикл смены полярности магнитного поля Солнца. Эта периодичность наблюдалась веками. И вот теперь она, похоже, дает крупный сбой.

Куда делась торсионная осцилляция?

По мнению Фрэнка Хилла (Frank Hill), директора Национальной солнечной обсерватории в Тусоне, штат Аризона, переживаемый нами сегодня пик солнечной активности может стать последним на многие десятилетия, а солнечные пятна - области наивысшей активности светила - практически исчезнут. Хилл специализируется на гелиосейсмологии, то есть пытается постичь динамику процессов внутри светила, наблюдая за изменениями на его поверхности.

Ученый поясняет: "Мы, гелиосейсмологи, уже давно наблюдаем регулярно возникающее на Солнце на глубине в несколько тысяч километров струйное течение солнечного вещества, направленное с востока на запад и опоясывающее все светило. Это течение именуется торсионной осцилляцией. Оно зарождается каждые 11 лет в области полюсов и медленно мигрирует в направлении экватора. Достигнув через 12 лет средних широт, оно вызывает появление солнечных пятен и далее вместе с ними продолжает движение к экватору, где и прекращает свое существование через 17 лет после зарождения". По словам Хилла, к этому времени от полюса уже давно мигрирует следующее струйное течение. Так всегда было в прошлом. Однако очередная осцилляция, которая должна была возникнуть в 2008 или 2009 году, так и не появилась. Совсем. Поэтому мы полагаем, что следующий цикл солнечной активности либо наступит с очень большим опозданием, либо будет чрезвычайно слабым, либо вообще выпадет.

Почему ослабли локальные магнитные поля?

А значит, исчезнут и солнечные пятна - один из главных показателей активности светила. Дело в том, что эти пятна являются областями выхода на поверхность Солнца очень сильных магнитных полей, подавляющих конвективное движение солнечного вещества. Соответственно, поток переноса тепловой энергии в этих участках снижается, что и сопровождается появлением более холодных темных областей. Их температура примерно на 1500 градусов ниже, чем температура граничащих с ними участков.

Между тем, локальные магнитные поля на Солнце в последние годы неуклонно слабели, говорит один из авторов второго доклада Маттью Пенн (Matt Penn), астроном Национальной солнечной обсерватории в Тусоне, штат Аризона: "Ключевой момент наших измерений сводится к тому, что солнечные пятна вообще не наблюдаются, если напряженность магнитного поля опускается ниже уровня в 1500 гаусс. А в последние 13 лет, то есть и на протяжении прошлого цикла солнечной активности, и сейчас, эти локальные магнитные поля слабеют - примерно на 50 гаусс в год. Если экстраполировать эту тенденцию, то уже к 2021 году они станут слишком слабыми и не смогут противодействовать конвекции. Пятна на Солнце исчезнут".

Что тормозит инверсию магнитного поля?

Этот прогноз подтверждается и выводами третьего доклада, представленного Ричардом Олтроком (Richard Altrock), научным сотрудником Исследовательской лаборатории военно-воздушных сил США при Национальной солнечной обсерватории в Санспоте, штат Нью-Мексико. Ученый вот уже сорок лет ведет наблюдения солнечной короны - самой внешней и самой горячей оболочки Солнца. Примечательно, что форма солнечной короны зависит от фазы цикла активности светила: в период максимума она близка к сферической, в период минимума - сильно сплюснута.

Траектории движения высокоионизированных атомов железа в короне позволяют судить об изменениях напряженности и направления магнитного поля светила. По словам Ричарда Олтрока, потоки быстрых ионов в направлении полюсов всегда являлись верным признаком приближения очередной инверсии магнитного поля Солнца. Теперь же эти потоки стали гораздо слабее и медленнее. "Совершенно непонятно, как поведет себя Солнце в отсутствие этих потоков, - говорит ученый. - До сих пор никому и в голову не приходило моделировать цикл солнечной активности в условиях внезапного исчезновения этих казавшихся столь стабильными процессов. Тем более что все изменения, происходящие в короне, лишь отражают изменения, происходящие глубоко в недрах Солнца".

Солнечная активность и земной климат: сложные взаимоотношения

Правда, в истории человечества уже известны периоды длительного снижения количества солнечных пятен. Последний такой период именуется минимумом Маундера (Maunder), он длился около 70 лет (с 1645 по 1715 годы). Кстати, на это же время приходится и самая холодная фаза того глобального похолодания климата, которое именуется малым ледниковым периодом. Однако многие ученые сомневаются в наличии причинно-следственной связи между этими явлениями. Фрэнк Хилл говорит: "Моя позиция такова: мы не располагаем пока научными данными, которые могли бы подтвердить или опровергнуть такую взаимосвязь. Но если наш прогноз относительно долгосрочного снижения солнечной активности оправдается, мы получим отличную возможность проверить наличие этой взаимосвязи. Конечно, долгий минимум солнечной активности в принципе окажет какое-то влияние на все - и на исследования космического пространства, и на климат Земли. Но я все же хочу подчеркнуть: мы прогнозируем изменения солнечного цикла, а вовсе не наступление нового малого ледникового периода".

Впрочем, далеко не факт, что и этот прогноз сбудется. По мнению большинства исследователей, наука знает пока слишком мало о механизмах и процессах, лежащих в основе циклических колебаний солнечной активности, чтобы делать столь фундаментальные и долгосрочные прогнозы.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Марина Борисова