Последние полтора года наше Солнце было относительно спокойным: пятен и солнечных вспышек почти не наблюдалось. Зато теперь ситуация должна измениться. Спутниковые данные однозначно подтверждают, что начался новый цикл активности нашей центральной звезды. А максимум активности должен быть достигнут примерно к 2025 году. Однако по прогнозам очень сильного максимума ожидать не приходится.
Два снимка Солнца на одном изображении «Обсерватории солнечной динамики» в крайнем ультрафиолете: справа в минимуме в декабре 2019 года, слева в последнем максимуме активности в апреле 2014 года. © NASA/SDO
На протяжении более 30 лет Американское космическое агентство NASA и Американское агентство по океану и атмосфере NOAA регулярно приглашало международных экспертов для прогнозирования солнечной активности на следующие несколько лет. Это весьма непростая задача, ведь в характере нашей звезды проявляются одновременно и надежность, и капризность.
Фазы высокой и низкой активности чередуются в удивительно регулярном ритме: между двумя минимумами активности проходит около одиннадцати лет. Но при этом некоторые характеристики, такие как сила и точная продолжительность цикла, могут варьироваться и не указывают на наличие долгосрочной системы.
Последний прогноз от марта 2019 года прошел первую проверку и правильно предсказал начало следующего цикла, уже 25-го с момента начала надежных наблюдений за Солнцем, о чем объявили на днях NASA и NOAA. Панель прогнозирования 25-го солнечного цикла определила этот начальный момент времени на период с ноября 2019 года по октябрь 2020 года. Данные измерений с исследовательских спутников за последние несколько месяцев явно показывают, что с декабря 2019 года солнечная активность снова увеличилась.
Заблаговременное определение поведения нашей звезды представляет не только чисто научный интерес. «В периоды высокой активности сильные выбросы частиц и солнечного излучения также могут ощущаться и на Земле», - говорит доктор Роберт Кэмерон из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка (MPS), который внес свой вклад в последний прогноз, сделанный в марте прошлого года. При худшем стечении обстоятельств могут выходить из строя технические системы, такие как спутники, а также наземные системы, кроме того, это может угрожать и здоровью находящихся на орбите космонавтов.
Но начавшийся очередной солнечный цикл в этом отношении опасений не вызывает. Панель прогнозирования 25-го солнечного цикла предполагает, что его сила будет аналогична силе ее совершенно вялого предшественника. Сила солнечных циклов демонстрирует четкую тенденцию к снижению еще с 1980-х годов. «Текущий период низкой солнечной активности по сравнению с сильными циклами, которые преобладали на протяжении большей части последнего полувека, похоже, продолжится и в следующие одиннадцать лет», - считает Кэмерон. Следующий, довольно слабый максимум, вероятно, произойдет в период с ноября 2024 года по март 2026 года.
Хотя предсказания более ранних солнечных циклов иногда были в значительной мере ошибочными, Кэмерон убежден, что Солнце, безусловно, можно спрогнозировать, но только на несколько лет вперед. По словам исследователя из Геттингена, это стало возможным благодаря новым открытиям последних лет в области солнечной энергетики. Исходные данные показывают локальные магнитные структуры, появившиеся много лет назад на видимой поверхности Солнца, и они дают важные подсказки.
Эти так называемые биполярные области состоят из близко расположенных областей противоположной магнитной полярности; они часто связаны с солнечными пятнами. Как будто находясь на некой солнечной конвейерной ленте, огромные приповерхностные плазменные потоки, направленные с севера на юг, смывают эти локальные магнитные поля от экваториальных окрестностей до полюсов Солнца в течение нескольких лет - и, таким образом, создают глобальное магнитное поле Солнца, которое будет формировать следующий солнечный цикл. Плазма же опускается на полюса и течет обратно к экватору.
«Каждый такой круговорот длится около одиннадцати лет и является физической основой солнечного цикла», - говорит Кэмерон. Чтобы предсказать солнечную активность, крайне важно, с одной стороны, точно и постоянно наблюдать за количеством и расположением биполярных областей, которые сформировались на поверхности Солнца много лет назад. Эту задачу уже несколько лет выполняют спутники, например, «Обсерватория солнечной динамики» (Solar Dynamics Observatory) NASA.
С другой стороны, гелиосейсмология, еще молодая дисциплина солнечного исследования, позволяет сделать видимыми процессы внутри Солнца и таким образом определять точную скорость плазменного цикла. «С помощью этих методов мы можем на несколько лет вперед предсказать, как Солнце будет вести себя в следующем цикле», - говорит Кэмерон. Однако при этом предсказания, выходящие за рамки солнечного цикла, невозможны в принципе, уверен исследователь.
