Учени предложиха нов метод за прогнозиране на космическото време. Дългосрочна слънчева прогноза Начало на слънчевия цикъл 25

23:40 25.11.2018

Слънцето преминава през минимум от слънчевия цикъл.

В момента слънчевата активност преминава през най-ниската точка на 11-годишния цикъл. Това се доказва от данни от космически и наземни наблюдения на слънчевата повърхност, както и от монитори за слънчеви изригвания, които регистрират най-ниското ниво на слънчева активност през последното десетилетие.

Цикличността на слънчевата активност е един от най-надеждно установените факти за нашата звезда, известен от средата на 19 век. Първоначално е открито чрез периодичното увеличаване и намаляване на броя на слънчевите петна, а впоследствие е потвърдено от измервания на броя на изригванията, скоростта на слънчевия вятър и други характеристики на Слънцето като звезда. Стъпката на промяна на тези характеристики е средно 11 години, но има доста широки граници. В историята са известни както по-кратки цикли с продължителност само 9-10 години, така и дълги с период от 12-13 години. Амплитудата на цикъла също се променя - от изключително големи, наблюдавани, да речем, в средата на 20-ти век, до много слаби, регистрирани в началото на 18-ти и 19-ти век. Възможно е да има по-глобални промени, които да обхващат цели исторически епохи, но за такива изследвания няма достатъчно надеждна археологическа и геоложка информация.

Второто десетилетие на 21 век показва ниска слънчева активност досега. Слънчевият максимум, преминат през 2012 г., въпреки многобройните апокалиптични сценарии, с препратки към календарите на маите, беше отразен дори в киното. Филмът "2012" се оказа един от най-слабите в съвременната история. Това породи противоречиви прогнози, от опасенията, че Слънцето ще попадне в нов минимум на Маундер (период на изключително ниска активност през втората половина на 17 век, съвпадащ с Малката ледникова епоха на Земята), и до обратното сценарии, че енергията, която не е намерила изход в този максимум, ще бъде освободена в следващия, което води до рекордни изблици на активност.

Както обикновено, отговор кой е прав може да даде само времето, а то изглежда постепенно идва. Въз основа на рентгенови измервания от Слънцето, състоянието на нашата звезда в момента съответства на моделите на ниската точка на цикъла. Косвено това се доказва и от измерванията на броя на слънчевите изригвания. Ако през 2016 г. на Слънцето имаше 286 изригвания от ниво C и по-високо (точката, от която събитията могат да повлияят на Земята), а през 2017 г. - 223, то през настоящата 2018 г. само 13 изригвания са се случили през последните 10,5 месеца. Последният от тях, освен това, е регистриран на 6 юли 2018 г., тоест преди повече от 4 месеца. С други думи, Слънцето очевидно сега е потънало до самото дъно на слънчевия цикъл и преминава през най-ниската си точка, в която тенденцията на слънчевата активност е нарушена. В момента първите магнитни полета от нов цикъл трябва да започнат да се формират под слънчевата повърхност на дълбочина от около 0,5 милиона км, които постепенно ще се издигат от тази колосална дълбочина в продължение на няколко месеца, докато пробият на повърхността и започнат нов маховик на слънчевите изригвания.

Обичайният интервал между долната точка на цикъла и началото на растежа на слънчевата активност е интервалът от шест месеца до една година. Съответно началото на растежа на слънчевата активност може да се очаква през втората половина на 2019 г. След това, по-специално, въз основа на първите месеци на наблюдения, ще бъде възможно да се направи предварително заключение колко стръмна е кривата на растеж на активността и кой от сценариите за бъдещия цикъл се изпълнява. Въпреки това, тъй като някои от тези сценарии предполагат началото на нов минимум на Маундер, което означава замразяване на механизма на слънчевите цикли за десетилетия, първо, като минимум, трябва да се изчака, докато Слънцето излезе от текущия минимум.

Слънцето показва признаци за началото на нов цикъл на активност.

Първите признаци, показващи наближаването на нов цикъл на слънчева активност, се наблюдават на Слънцето през последните две седмици. Такива признаци са магнитни полета с различна посока, различна от наблюдаваната през последните 11 години, които започнаха да се появяват в северното полукълбо на Слънцето на голямо разстояние от екватора.

Въпреки че слънчевият цикъл се възприема от повечето хора като промяна в броя на слънчевите изригвания и магнитните бури, той със сигурност има много по-сложен характер. По-специално, тъй като факелите са експлозии (това всъщност е освобождаване на енергия), разумно е да се запитаме къде се натрупва тази енергия? Отговорът на този въпрос се счита за установен - енергията се натрупва в магнитното поле на Слънцето. И тъй като натрупването на енергия, разбира се, трябва да предшества освобождаването й, тогава промените в магнитното поле трябва да предхождат слънчевите изригвания. Ето какво се случва. По-специално, наблюденията на динамиката на магнитните полета на Слънцето са основният начин за прогнозиране на активността на изригванията.

Поради тази причина е лесно да се досетите, че зад глобалния 11-годишен маховик на променящите се честоти на изригванията трябва да се крие маховикът на промените в слънчевото магнитно поле. Наистина има такъв маховик на Слънцето и той се нарича динамо механизъм. Поради въртенето на Слънцето, линиите на магнитното поле като че ли се навиват около него като нишки на топка, увеличават интензитета си, след това достигат максимум и след това след кратка пауза (пикова активност) започват да се върти в обратна посока. Развивайки се по този начин, те преминават през минимум и продължават да се въртят в нова посока, без да спират до следващия максимум. Ако си представите тази картина, можете да разберете, че в минимума на слънчевия цикъл глобалното магнитно поле на Слънцето не просто преминава през нулата, но променя посоката си. Именно тази промяна е знак за предстоящото начало на нов цикъл. В същото време има още една особеност, която не е толкова лесно да се обясни без използване на физични формули, но която също е надеждно установена - полетата на старата посока винаги изчезват близо до слънчевия екватор, а новите полета на различна посока винаги се появяват на високи географски ширини и колкото по-високо, толкова по-силен се счита за нов цикъл.

Първата област на магнитно поле с различна посока беше регистрирана на Слънцето на 8 ноември и съществуваше около денонощие, което допускаше възможността това да е инцидент. На 17 ноември, приблизително на същите високи географски ширини, се появи нов магнитен поток със същата (обратна) посока. В момента той е почти унищожен, но следите от него все още личат върху диска на Слънцето. Като цяло поведението на нашата звезда тези дни много прилича на етапа, който винаги предхожда началото на цикъла. Причината за това "плахо" поведение е, че магнитните полета на Слънцето се образуват на много голяма дълбочина и се появяват много бавно и постепенно. В резултат на това масовото покачване на полето обикновено се предшества от появата на малки магнитни острови - първите региони, пробили дебелината на слънчевата плазма с дълбочина над 200 хиляди км. Освен това са възможни няколко сценария, сред които бързо (в рамките на половин година или година) възникване на основните нови магнитни потоци и импулсивно стартиране на факелния маховик. Възможно е обаче и бавно нарастване на активността, когато Слънцето остане в ниска точка за 2 или 3 години. Във всеки случай, ако появата на нови потоци не е случайност, можем да заключим, че фундаменталната физика на слънчевата активност работи правилно и условията за нов цикъл вече са се образували някъде в скритите дълбини на нашата звезда. Остава само да изчакаме колко бързо и с каква интензивност ще се прояви на повърхността.

МОСКВА, 15 юни - РИА Новости.Слънчевата активност през следващите 20-30 години може да спадне рязко, което може да доведе до повторение на така наречения „минимум на Маундер“ – най-продължителният спад на слънчевата активност от 1645 до 1715 г., който се свързва с „малката ледникова епоха“ в Европа.

Три научни групи, които представиха резултатите от своите изследвания на слънчевата корона, нейната повърхност и вътрешна структура на конференция на слънчеви астрономи в Университета на Ню Мексико в Лас Крусес, стигнаха до извода, че следващият, 25-ти, цикъл на слънчева активност може да бъде значително отслабено или ще бъде пропуснато напълно.

„Това е много необичайно и неочаквано, но фактът, че три фундаментално различни подхода към изследването на Слънцето сочат в една и съща посока, е мощна индикация, че слънчевият цикъл може да изпадне в хибернация“, казва Франк Хил (Frank Hill) от Националната слънчева обсерватория в Ню Мексико.

Последните 400 години наблюдения на Слънцето показват, че нашето светило преживява редуващи се периоди на растеж и намаляване на активността, които се сменят един друг с период от около 11 години.

В периода на повишена активност на Слънцето много по-често се появяват изригвания, появяват се "коронални дупки" - области с повишена скорост на слънчевия вятър - и изхвърляния на плазма, които предизвикват магнитни бури на Земята. Основният индикатор за нивото на активност е броят на слънчевите петна - относително тъмни и студени зони, които се образуват там, където "тръбите" на много мощно магнитно поле излизат на "повърхността" на звездата. Слънчевите петна се появяват по-често при максимуми на активност и много по-рядко - при "спокойно" Слънце.

Новият цикъл е придружен от промяна на полярността на слънчевото магнитно поле.

Предишният 23-ти слънчев цикъл (номерирането им започва през 1750 г. от Цюрихската обсерватория) се отличава с рекордно дълбок минимум. Броят на дните без петна стана най-големият от началото на 19 век. В същото време повишаването на активността в новия 24-ти цикъл беше много "наклонено", растежът на слънчевата активност, според учените, изостана от "графика" с около три години.

Слънцето заспива ли?

Учените, изучаващи динамиката на промените в магнитното поле на Слънцето, установиха, че признаците, които обикновено показват началото на появата на петна от нов цикъл, липсват или са слабо изразени. Според изследователите следващият цикъл на слънчева активност или ще се "забави" до 2022 г., или просто няма да се случи.

Според съвременните представи Слънцето променя интензитета на излъчваната радиация главно под въздействието на флуктуациите на магнитното поле. Променя се поради факта, че плазмата, която изгражда материята на звездата, се върти около ядрото на звездата с различни скорости на различни географски ширини - по-бързо на екватора, много по-бавно близо до полюсите (до 30%).

Това генерира временни магнитни смущения, които възпрепятстват нормалния обмен на плазма между външния и вътрешния слой на звездата. В резултат на това такива зони значително се охлаждат, което обяснява намаляването на интензивността на радиацията и потъмняването на видимата повърхност на Слънцето в тези зони.

Астрономите са записали няколко признака, които им позволяват да предскажат забележимо намаляване на слънчевата активност през следващия цикъл. Група, ръководена от Хил, установи, че ротационните трептения на плазмените потоци, които предхождат образуването на магнитни смущения, не се появяват навреме.

Втори екип от учени от Националната обсерватория Kitt Peak установи, че средната сила на магнитното поле е намалявала с 50 гауса на година през предходните два цикъла на слънчева активност (1 гаус е единица магнитно поле, което съответства на силата на магнитното поле на Земята).

Според Мат Пен и Уилям Ливингстън, ако тази тенденция продължи и силата на полето падне под 1500 гауса - минималният праг за зацапване - тогава няма да се появят петна поради факта, че магнитните смущения няма да могат да попречат на обменната материя. между горещите вътрешни слоеве и по-студените външни.

Трета група астрономи установи, че бързото увеличаване на силата на магнитното поле на полюсите на Слънцето, което предшества промяната от един цикъл на слънчева активност към друг, този път може да не е достатъчно силно, за да замени стария цикъл с нов. Това ще доведе, както пише Ричард Алтрок от Националната слънчева обсерватория, до сериозен теоретичен проблем, тъй като сегашните идеи не предвиждат съществуването на два центъра на магнитна активност на Слънцето.

"Ако нашите открития са верни, тогава следващият слънчев максимум ще бъде последният, който ще видим за следващите няколко десетилетия. Това явление ще засегне всичко - от изследването на космоса до климата на Земята", пише Гил.

Не бързайте

Руският хелиофизик Сергей Богачев от Физическия институт "Лебедев" смята, че американските колеги са малко прибързали със заключенията. Според него сегашният цикъл наистина не се развива според очакванията, но е рано да се каже, че ще бъде ненормален.

"Все още не може да се каже, че се случва нещо аномално. Може да се очаква, че цикълът ще бъде необичаен, но засега нищо не говори, че ще бъде аномално", каза ученият в интервю за РИА Новости.

Според него с невъоръжено око се вижда как активността се е увеличила от 2009 до 2011 г., а отклоненията от очакваните стойности се вписват в средните.

"Има растеж - и това е очевидно. Той е доста изразен и може само да се спори за скоростта на този растеж. Моето впечатление е, че той е забавен около два пъти спрямо нормалния темп на растеж на цикъла, но като цяло това се вписва в разнообразието от цикли, които са наблюдавани през последните 260 години", каза Богачев.

На свой ред д-р Ева Роббрехт (Eva Robbrecht) от отдела по слънчева физика на Белгийската кралска обсерватория каза пред РИА Новости, че сега „няма достатъчно убедителни доказателства, че Слънцето изпада в хибернация“.

„Ние не разбираме механизма на „слънчевото динамо“ толкова добре, че да правим такива изявления. По същия начин можем да предположим, че в минали цикли Слънцето е преживяло „голям максимум“ и сега се връща към средното ниво ( дейност)", - каза събеседникът на агенцията.

По-специално, тя отбелязва, че данните на Altrok за появата на нови циклични слънчеви петна на по-високи географски ширини, отколкото би трябвало, се обясняват само с оптичен ефект.

Освен това експертът смята, че изводите на Пен и Ливингстън също не са достатъчно солидни, тъй като се основават на данни за слънчевия цикъл само за 13 години, което е твърде кратко за толкова далечни заключения.

„Това може да е ефект от минал слаб цикъл“, казва тя.

Цели единадесет дни, противно на известната поговорка, на Слънцето няма нито едно петно. Това означава, че нашата звезда навлиза в период на минимална активност и през следващата година магнитните бури и рентгеновите изригвания ще станат рядкост. За това какво се случва със Слънцето, когато активността му отново се увеличи и какво обяснява тези спадове и повишения, помолихме да ни разкаже Сергей Богачев, служител в Лабораторията по рентгенова слънчева астрономия на Института Лебедев, доктор на физико-математическите науки .

Днес няма слънчеви петна

Средното месечно число на Вълка на Слънцето - индексът, по който учените измерват броя на слънчевите петна - падна под 10 през първите три месеца на 2018 г. Преди това през 2017 г. беше на ниво 10-40, през година по-рано в някои месеци достигаше 60. В същото време слънчевите изригвания почти престанаха да се случват на Слънцето и с тях броят на магнитните бури на Земята клони към нула. Всичко това показва, че нашата звезда се движи стабилно към следващия минимум на слънчева активност – състояние, в което се намира приблизително на всеки 11 години.

Самата концепция за слънчевия цикъл (и под него се има предвид само периодичната промяна на максимумите и минимумите на слънчевата активност) е фундаментална за физиката на Слънцето. Повече от 260 години, от 1749 г. насам, учените ежедневно наблюдават Слънцето и внимателно записват позицията на слънчевите петна и, разбира се, техния брой. И съответно в продължение на повече от 260 години се наблюдават периодични промени на тези криви, донякъде подобни на биенето на пулса.

Всеки такъв "удар на слънчевото сърце" получава номер и общо от началото на наблюденията са наблюдавани 24 такива удара.Съответно толкова слънчеви цикъла са все още познати на човечеството. Колко са били общо, съществуват ли през цялото време, докато съществува Слънцето, или се появяват спорадично, променят ли се амплитудата и продължителността им и колко е бил например слънчевият цикъл по времето на динозаврите - няма отговор на всички тези въпроси, както и на въпроса дали цикълът на активност е типичен за всички звезди от слънчев тип или съществува само за някои от тях и ако е така, дали две звезди с еднакъв радиус и маса ще имат еднакъв период на цикъл. Ние също не знаем това.

По този начин слънчевият цикъл е една от най-интересните слънчеви мистерии и въпреки че знаем доста за неговата природа, много от основните му основи все още са загадка за нас.

Графика на слънчевата активност, измерена чрез броя на слънчевите петна, през цялата история на наблюденията

Слънчевият цикъл е тясно свързан с наличието на така нареченото тороидално магнитно поле в Слънцето. За разлика от земното магнитно поле, което има формата на магнит с два полюса - северен и южен, чиито линии са насочени отгоре надолу, на Слънцето има особен вид поле, което отсъства (или е неразличимо) на Земята - това са два магнитни пръстена с хоризонтални линии, които опасват Слънцето. Единият се намира в северното полукълбо на Слънцето, а вторият в южното, приблизително симетрично, тоест на същото разстояние от екватора.

Основните линии на тороидалното поле лежат под повърхността на Слънцето, но някои от линиите могат да изплуват на повърхността. Именно на тези места, където магнитните тръби на тороидалното поле пробиват слънчевата повърхност, се появяват слънчеви петна. По този начин броят на слънчевите петна в известен смисъл отразява силата (или по-точно потока) на тороидалното магнитно поле върху Слънцето. Колкото по-силно е това поле, толкова по-големи са петната, толкова по-голям е техният брой.

Съответно, от факта, че веднъж на всеки 11 години петна върху Слънцето изчезват, можем да предположим, че веднъж на всеки 11 години тороидалното поле изчезва на Слънцето. Така е. И всъщност това - периодичната поява и изчезване на слънчевото тороидално поле с период от 11 години - е причината за слънчевия цикъл. Петната и техният брой са само косвени признаци на този процес.

Защо слънчевият цикъл се измерва с броя на слънчевите петна, а не със силата на магнитното поле? Е, поне защото през 1749 г., разбира се, не са могли да наблюдават магнитното поле на Слънцето. Магнитното поле на Слънцето е открито едва в началото на 20-ти век от американския астроном Джордж Хейл, изобретателят на спектрохелиографа, устройство, способно да измерва с висока точност профилите на линиите на слънчевия спектър, включително да наблюдава тяхното разделяне под действието на ефекта на Зееман. Всъщност това беше не само първото измерване на слънчевото поле, но и изобщо първото откриване на магнитно поле в извънземен обект. Така че единственото, което остава на астрономите от 18-19 век, е да наблюдават слънчевите петна и те няма как дори да предполагат за връзката им с магнитното поле.

Но защо тогава петната продължават да се броят днес, когато е развита астрономията с много дължини на вълните, включително наблюдения от космоса, които, разбира се, предоставят много по-точна информация за слънчевия цикъл от простото изчисляване на числото на Волф? Причината е много проста. Какъвто и параметър на съвременния цикъл да измервате и колкото и точен да е той, тази цифра не може да се сравни с данните от 18, 19 и по-голямата част от 20 век. Просто няма да разберете колко силен или слаб е вашият цикъл.

Последен цикъл на слънчева активност

Данни/изображение на SILSO, Кралска обсерватория на Белгия, Брюксел

Единственият начин да направите такова сравнение е да преброите броя на петната, като използвате точно същия метод и точно същата формула, както преди 200 години. Въпреки че е възможно след 500 години, когато се натрупат значителни серии от нови данни за броя на изригванията и потоците от радиоизлъчване, редица числа на слънчевите петна най-накрая ще загубят своята релевантност и ще останат само като част от историята на астрономията. Засега това не е така.

Познаването на естеството на слънчевия цикъл дава възможност да се направят някои прогнози за броя и местоположението на слънчевите петна и дори да се определи кога точно започва нов слънчев цикъл. Последното твърдение може да изглежда съмнително, тъй като в ситуация, в която броят на слънчевите петна е намалял почти до нула, изглежда невъзможно да се твърди уверено, че слънчевото петно, което беше вчера, принадлежи на предишния цикъл, а слънчевото петно ​​днес вече е част от нов цикъл. Все пак такъв начин има и той е свързан именно с познаването на природата на цикъла.

Тъй като слънчевите петна се появяват на онези места, където повърхността на Слънцето е пронизана от линии на тороидално магнитно поле, на всяко петно ​​може да се присвои определена магнитна полярност - просто в посоката на магнитното поле. Петното може да бъде "север" или "юг". Освен това, тъй като тръбата на магнитното поле трябва да пробие повърхността на Слънцето на две места, петната също трябва да се образуват предимно по двойки. В този случай петното, образувано на мястото, където линиите на тороидалното поле излизат от повърхността, ще има северна полярност, а петното, сдвоено с него, образувано там, където линиите се връщат назад, ще има южна полярност.

Тъй като тороидалното поле обгражда Слънцето като пръстен и е насочено хоризонтално, двойките петна са ориентирани предимно хоризонтално върху диска на Слънцето, тоест те са разположени на една и съща ширина, но едното е пред другото. И тъй като посоката на линиите на полето във всички петна ще бъде една и съща (в края на краищата те са образувани от един магнитен пръстен), тогава полярностите на всички петна ще бъдат ориентирани по същия начин. Например, първото, водещо място във всички двойки ще бъде северно, а второто, изоставащо, южно.

Структурата на магнитните полета в областта на слънчевите петна

Такъв модел ще се поддържа, докато съществува дадения полеви пръстен, тоест през всичките 11 години. В другото полукълбо на Слънцето, където се намира симетричният втори пръстен на полето, полярностите също ще се запазят през всичките 11 години, но имат обратна посока - първите петна ще бъдат противоположни, южни, а вторите - северни .

Какво се случва, когато слънчевият цикъл се промени? И има едно доста невероятно нещо, наречено обръщане на полярността. Северният и южният магнитни полюси на Слънцето сменят местата си, а с тях се променя и посоката на тороидалното магнитно поле. Първо, това поле преминава през нулата, това е, което се нарича слънчев минимум, и след това започва да се възстановява, но с различна посока. Ако в предишния цикъл предните петна в някое полукълбо на Слънцето са имали северна полярност, то в новия цикъл те вече ще имат южна. Това дава възможност да се разграничат петната от съседни цикли един от друг и надеждно да се фиксира моментът, в който започва нов цикъл.

Ако се върнем към събитията на Слънцето в момента, тогава сме свидетели на процеса на умиране на тороидалното поле на 24-ия слънчев цикъл. Останките от това поле все още съществуват под повърхността и дори от време на време се издигат до върха (виждаме случайни бледи петна тези дни), но като цяло те са последните следи от умиращо „слънчево лято“, като някои от последните топли дни през ноември. Няма съмнение, че през следващите месеци това поле окончателно ще умре и слънчевият цикъл ще достигне нов минимум.

Графиките на тази страница показват динамиката на слънчевата активност по време на текущия слънчев цикъл. Таблиците се актуализират всеки месец от SWPC с най-новите прогнози на ISES. Наблюдаваните стойности са временни стойности, които се заменят с целеви данни, когато са налични. Всички графики на тази страница могат да бъдат експортирани като JPG, PNG, PDF или SVG файлове. Всеки набор от данни може да бъде включен или изключен чрез щракване върху съответното описание под всяка графика.

Брой слънчеви изригвания от клас C, M и X на година

Тази графика показва броя на слънчевите изригвания от клас C, M и X, настъпили през дадена година. Това дава представа за броя на слънчевите изригвания по отношение на броя на слънчевите петна. Така че това е друг начин да видим как слънчевият цикъл се развива с течение на времето. Тези данни идват от SWPC NOAA и се актуализират ежедневно.

Графиката по-долу показва броя на слънчевите изригвания от клас C, M и X, настъпили през последния месец, заедно с броя на слънчевите петна всеки ден. Това дава представа за слънчевата активност през последния месец. Тези данни идват от SWPC NOAA и се актуализират ежедневно.

Броят на идеалните дни в годината

По време на периоди на ниска слънчева активност слънчевите петна могат напълно да отсъстват на повърхността на Слънцето, такова състояние на Слънцето се счита за безупречно. Това често се случва по време на слънчевия минимум. Графиката показва броя на дните през определена година, когато на повърхността на Слънцето не е имало слънчеви петна.

Броят на дните в годината, в които са наблюдавани геомагнитни бури

Тази графика показва броя на дните в годината, когато са наблюдавани геомагнитни бури и колко силни са били тези бури. Това дава представа за годините, в които е имало много геомагнитни бури и динамиката на тяхната интензивност.

След изобретяването на телескопа астрономите Галилео Галилей, Томас Хариот, Кристоф Шайнер и Ян Фабрициус независимо откриват, че слънчевите петна се появяват на диска на Слънцето. Отне обаче почти 250 години, за да се разбере, че поведението на Слънцето следва определен график с период от 11 години. Единадесетгодишната периодичност на слънчевата активност е случайно открита през 19 век от немския фармацевт Хайнрих Швабе. Той обичаше астрономията и с помощта на любителски телескоп се опита да открие хипотетична малка планета в орбитата на Меркурий. Той никога не открива планетата, но благодарение на систематични наблюдения открива циклите на слънчевата активност. Сега такива наблюдения на слънчеви петна се правят два пъти на ден през цялата година от обсерватории по целия свят и прогнозата за 11-годишния слънчев цикъл е от първостепенно значение в много области на човешката дейност в космоса и на Земята.

космическо време

Изключителният руски учен Александър Чижевски в началото на 20 век предложи идеята за космическото време и постави основите за появата на нов клон на науката, който изучава слънчево-земните връзки. Той каза, че Земята е постоянно в обятията на Слънцето. И настроението на Слънцето се предава на Земята чрез тези прегръдки. От слънчевата корона, атмосферата на Слънцето, слънчевият вятър, поток от заредени частици, постоянно изтича, който духа около Земята и други планети от Слънчевата система. Слънчевият вятър носи енергията на Слънцето, разтяга се и отнася слънчевото магнитно поле със себе си в открития космос. В резултат на това цялата слънчева система е изпълнена със слънчев вятър и слънчево магнитно поле. И тъй като Слънцето се върти, магнитното поле в междупланетното пространство приема формата на вълнообразни спирални гънки като многопластова пола на балерина. И Земята и всички планети от Слънчевата система живеят в тези гънки.

Слънчева и хелиосферна обсерватория Изображението илюстрира слънчевата активност за 11 години, от най-ниската през 1996 г. до максимума през 2001 г., до връщане към минимума през 2006 г.

По един или друг начин хората трябва да вземат предвид прогнозите за активни събития на Слънцето в ежедневните си планове. Поставянето на сателит в безопасен режим по време на активни слънчеви събития може да предотврати прекъсване на слънчевите масиви и ключови сателитни системи. Космическото време е заплаха за астронавтите в открития космос, изложени на значително излагане на радиация, надвишаващо прага на лъчева болест. Активните събития на Слънцето могат да попречат на разпространението на радиосигнали. Космическото време влияе върху дозите радиация, които получават пилотите и пътниците, особено по време на трансполярни полети. Навременното прогнозиране на космическото време е от голямо значение за авиацията и защитата на редица наземни технически системи, за човешки космически полети и за изстрелване на научни и търговски спътници.

Слънчевият цикъл започва с появата на петна на полюсите, с развитието на цикъла се появяват все повече и повече петна, които се движат от полюсите към екватора на Слънцето. При минимална слънчева активност, когато на Слънцето практически няма петна, магнитното поле на Слънцето изглежда като обикновен магнит, с кръгли магнитни линии и два полюса. Тъй като екваторът на Слънцето се върти по-бързо от полюсите, по време на въртенето на Слънцето магнитното поле се заплита като кълбо конец. Когато се приближаваме до максимума на слънчевата активност, обичайното магнитно поле с два полюса се превръща в много локални магнитни полета на повърхността на Слънцето, заплетени бримки, които съдържат слънчева материя, се движат напред в слънчевата атмосфера и те могат да бъдат изхвърлени под формата на изригвания и изхвърляне на коронална маса и да достигне Земята. Следователно, при максимума на слънчевата активност, броят на активните събития на Слънцето се увеличава значително. От друга страна, в своя пик, магнитното поле на Слънцето е толкова силно, че помита галактическите космически лъчи от нашата слънчева система, които представляват голяма опасност за технологичните системи в космоса. На всеки 11 години полюсите на Слънцето сменят местата си, югът е на мястото на севера и обратно. Това е сложен процес, който не е напълно разбран, а моделът на слънчевото динамо е един от най-трудните нелинейни проблеми в математическата физика.

Прогноза за слънчевия цикъл

На всеки слънчев цикъл се присвоява номер за удобство, например сега се доближаваме до минимум 24 слънчеви цикъла. Задачата на учените е да предскажат силата на следващия 25-ти цикъл на слънчева активност възможно най-рано. Учени от Skoltech, университета Карлс Франц в Грац и Белгийската кралска обсерватория са разработили метод, който дава възможност да се предскаже силата на следващия 11-годишен цикъл много рано, а именно на максималния етап от текущия слънчев цикъл. Това означава, че настоящият слънчев цикъл в своя пик, когато магнитното поле на Слънцето се обръща, вече носи знания за силата на бъдещия 11-годишен цикъл. Тези открития могат да помогнат при изучаването на механизма на действие на слънчевото динамо. Анализът показа, че краткосрочните вариации в слънчевата активност в намаляващата фаза на един цикъл са свързани със силата на следващия цикъл. Внезапните скокове в активността в низходящата фаза и забавянето на скоростта на поява на относителния брой слънчеви петна показват наличие на активност, която се изразява в по-голяма амплитуда на следващия цикъл в сравнение с текущия цикъл. Това проучване предлага нов и стабилен метод за количествено определяне на краткосрочните вариации в слънчевата активност вече на максималния етап от текущия слънчев цикъл, в началото на фазата на спад, и формира важен индикатор за прогнозиране на силата на следващия цикъл.

Според прогнозата бъдещата слънчева активност ще бъде ниска и силата на следващия 25-ти цикъл на слънчева активност ще бъде дори по-малка от силата на настоящия цикъл на 24-ия цикъл на слънчева активност. Резултатите от изследването са публикувани в The Astrophysical Journal.

„Космическото време е науката на бъдещето, нещо, което ни обединява, прави живота ни по-добър, позволява ни да се грижим за нашата планета. Това е следващата стъпка в изследването на космоса. И колкото и бури да бушуват, ние ви желаем хубаво космическо време!“ — казва първият автор на изследването, професорът от Skoltech Татяна Подладчикова.

Материалът е предоставен от пресслужбата на Сколковския институт за наука и технологии (