Солнце, похоже, всех обмануло

Признаки начала нового, 24-го солнечного цикла, появившиеся в конце этого года, могут оказаться ложными. Такой вывод следует из анализа длительного ряда наблюдений, собранных на протяжении текущего минимума активности.

[v2] Точное исследование солнечной активности связано с определенными трудностями, которые вытекают из самой ее природы. Дело в том, что активность Солнца связана не со всей его поверхностью, а лишь с отдельными областями, формирование которых носит довольно случайный характер: области могут возникать, разрушаться и даже сливаться друг с другом, создавая весьма запутанную картину с резкими перепадами. В дополнение к этому из-за вращения Солнца активные области могут уходить на невидимую сторону звезды, создавая иллюзию спада активности, или наоборот, неожиданно появляться на восточном краю Солнца.

С учетом всего этого сделать надежные выводы о состоянии солнечной активности (например, понять, находимся ли мы на стадии ее роста или спада) возможно только на основе длительных наблюдений, когда из имеющегося ряда данных удается выделить основной тренд и определить его направление. Таким же методом часто спустя только один-два года удается надежно определить, когда закончился минимум предыдущего цикла и произошел решающий переход на стадию роста активности. Именно это и можно сделать сейчас -- в конце третьего года одного из самых глубоких минимумов активности понять, как вело себя Солнце все это время, какова была структура этого минимума и, главное, произошел ли уже окончательный перелом солнечной активности.

Наблюдения

[v1] Из графиков динамики солнечной активности за 2007-2010 годы, предоставленном лабораторией рентгеновской астрономии Солнца ФИАН им. П. Н. Лебедева, следует, что солнечная активность впервые коснулась дна в конце 2007 года. Примерно в августе-сентябре поток радиоизлучения пробил уровень 70×10^-22 Вт/Гц, достигнув тем самым самой низкой отметки за период около десяти лет -- в максимуме активности этот уровень меняется в интервале 300-500×10^-22 Вт/Гц. Примерно в это же время с Солнца пропали солнечные пятна -- всего за два-три месяца их средняя площадь от 300-500 миллионных долей солнечного диска упала до значений 0-10. Нижней точкой падения стали октябрь-ноябрь 2007 года, когда из 61 дня наблюдений в течение 52 дней на Солнце вообще не было пятен. По-видимому, именно этот момент можно считать началом текущего исторического спада солнечной активности, в котором наша звезда находится уже 25 месяцев.

Наибольший интерес для ученых, однако, представляет не момент перехода Солнца в состояние минимума, а его поведение вблизи дна активности, то есть после ноября 2007 года. Наблюдения показывают, что активность звезды не застыла на эти 25 месяцев, а совершает (и все еще продолжает совершать) ярко выраженные колебательные движения с периодом около 8-12 месяцев. Всего за время минимума началось и завершилось два таких колебания. Первое произошло в ноябре 2007 года и продолжалось около восьми месяцев. Солнце тогда вышло на локальный максимум на стыке 2007-2008 годов, после чего в течение полугода медленно возвращалось к точке дна, достигнув ее в июле 2008 года. Достигнутая тогда точка минимума стала одной из самых глубоких в истории наблюдений: в течение 51 дня, с 21 июля по 11 сентября, на Солнце не появилось ни одного нового пятна. Этот период стал четвертым за историю наблюдений по продолжительности.

В сентябре 2008 активность Солнца начала второе колебание, которое на этот раз продолжалось десять месяцев. Максимум тогда был достигнут в мае 2009 года. Его свидетелем стала обсерватория ТЕСИС, установленная на российском спутнике «Коронас-Фотон», выведенном на орбиту 31 января. Завершился этот период в середине июля 2009 года очередным рекордным минимумом. Зарегистрированный тогда период без пятен на Солнце продолжительностью 49 дней (с 12 июля по 1 сентября 2009 года) занял в таблице исторических наблюдений пятое место.

Новое мнение

Колебания с периодом около года, которые совершает Солнце в текущем минимуме, позволяют иначе взглянуть на рост солнечной активности, зарегистрированный в последние три месяца этого года. Начиная с сентября увеличился поток солнечного радиоизлучения и выросло число солнечных пятен. Кроме того, с сентября по октябрь 2009 года на Солнце произошло 12 солнечных вспышек. Это позволило предположить, что на Солнце произошел перелом тренда активности и наша звезда наконец-то двинулась по восходящей ветви нового, 24-го солнечного цикла. Начало последнего, таким образом, пришлось на сентябрь 2009 года.

Однако, отмечают ученые, наблюдаемые вблизи минимума колебания активности, которые по непонятной причине испытывает сейчас Солнце, позволяют сделать и альтернативное предположение. Именно в сентябре 2009 года должен был начаться очередной, третий цикл этих колебаний. Фаза роста третьего колебания должна продолжаться до января-февраля 2010 года, после чего солнечная активность должна будет устремиться к очередному дну, которое может быть достигнуто уже в мае-июне 2010 года. В настоящий момент исходя из текущих графиков активности нельзя понять, где сейчас находится наша звезда. Действительно ли мы находимся уже на стадии роста нового, 24-го цикла активности или все еще располагаемся вблизи солнечного дна, а наблюдаемый рост является иллюзией, вызванной началом третьего цикла годичных колебаний.

Солнце все решит само

Аргументы в настоящее время можно привести в пользу обоих вариантов, сообщают российские специалисты. В пользу первого говорит довольно высокая скорость роста активности -- средний поток радиоизлучения Солнца в настоящее время самый высокий за весь прошедший год. С другой стороны, общая ситуация на Солнце свидетельствует в пользу второго варианта развития событий. Так, за 40 дней, прошедших после всплеска активности сентября-октября этого года, на Солнце произошла только одна вспышка (которая, правда, стала самой большой в этом году). Кроме того, резко уменьшилось количество солнечных пятен. Так, в течение двух недель, с 23 ноября по 9 декабря, их не было вообще.

Решиться судьба будущего солнечного цикла должна в ближайшие один-два месяца. Если в первой половине 2010 года активность Солнца вновь вернется к минимальной, можно будет говорить о глобальном сбое солнечного цикла. Ожидаемый максимум солнечной активности, по-видимому, в этом случае будет сдвинут как минимум на один-два года по сравнению с ранее ожидаемым периодом.

Солнечный цикл

В 1610 Галилео Галилей первым в Европе начал наблюдения Солнца с помощью нового телескопа и тем самым положил начало регулярным исследованиям солнечных пятен и солнечного цикла, которые, таким образом, продолжаются уже почти 400 лет. Спустя 130 лет, в 1749 году, одна из старейших обсерваторий в Европе, расположенная в швейцарском Цюрихе, начала проводить ежедневные наблюдения пятен -- сначала просто подсчитывая и зарисовывая их, а позже начав получать фотографии Солнца. В настоящее время множество солнечных станций непрерывно наблюдает и регистрирует все изменения на поверхности Солнца.

Солнечный цикл чаще всего определяется количеством солнечных пятен на фотосфере, которое характеризуется специальным индексом -- числом Вольфа. Этот индекс подсчитывается следующим образом. Сначала подсчитывается число групп солнечных пятен, затем оно умножается на 10 и к нему прибавляется число отдельных пятен. Коэффициент 10 примерно соответствует среднему числу пятен в одной группе; таким образом удается достаточно точно оценить число пятен на Солнце даже в тех случаях, когда плохие условия наблюдений не позволяют прямо посчитать все малые пятна.

Число пятен на Солнце периодически меняется, формируя цикл солнечной активности с периодом около 11 лет.