6 5 лет периоды активности солнца

Солнечная активность (СА) – это целый класс процессов, связанных с переменностью многих параметров нашей звезды, таких как количество солнечных пятен, излучение на разных частотах, поток заряженных частиц, выбрасываемых в космическое пространство и др. [Изучение активности Солнца ведется в рамках гелиофизики, а влиянием СА на Землю — гелиогеофизика и гелиоклиматология.]

Солнечная активность характеризуется многоритмичностью и многоплановым воздействием на биосферу, магнитосферу, и климат Земного шара. Сами циклы гелиоактивности влияютскорее всего также на динамику общества, ргулярные взрывы этногенеза, теоретически обоснованную Львом Николаевичем Гумилёвым.

Однако, не только Солнце воздействует на свои планеты, но и, по всей видимости, само взаимное расположение планет приводит к определенной ритмичности в активности нашего светила. Эта планетарно-солнечная взаимосвязь и исследуется на этой странице.

Разделы страницы о ритмах появления солнечных пятен, их зависимости от расположения планет и влияние на планеты, циклическом воздействии Солнца на климатические и исторические процессы на Земле и о причинах этой ритмичности:

Влиянию планет на Солнце посвящен специальный раздел в статье о резонансах в Солнечной системе и их следствию — Правилу Тициуса-Боде (правда, статья еще не завершена).

Поиском вероятного влияния солнечных и космических факторов не только на погоду, но и на историю общества посвящена другая статья (тоже пока черновик, в начале написания), где выявляется посредник-проводник этого воздействия — система линейных геологических структур.

Также читайте литературу и смотрите веб-ресурсы о солнечно-земных связях и взаимном влиянии Солнца и планет.

Солнечная активность

История открытия солнечной активности

Наиболее известное проявление солнечной активности – это изменение числа солнечных пятен. Первые письменные свидетельства пятен на Солнце относятся к 800 году до н.э. [в Китае?], а с изобретением в XVII веке телескопа наблюдения за ними начинают проводиться и в Европе.

В первой половине XIX века астроном-любитель Генрих Швабе обнаружил периодичность в количестве видимых пятен на диске Солнца. Так был открыт 11-летний цикл солнечной активности [он варьирует от 9 до примерно 14 лет — в среднем, около 11,2 года]. Это открытие вызвало большой интерес в научном мире, и швейцарский астроном Рудольф Вольф организовал первую службу Солнца в Цюрихе. С тех пор наблюдения за Солнцем проводятся регулярно. Позже были обнаружены и другие циклы активности Солнца: 22-летний, вековой и т.д.

Проявление солнечной активности

Комплекс явлений, вызванных генерацией сильных магнитных полей на Солнце, называют солнечной активностью. Эти поля проявляются в фотосфере как солнечные пятна и вызывают такие явления, как

1. солнечные вспышки,
2. изменения в уровнях электромагнитного излучения Солнца в различных диапазонах,
3. генерацию потоков ускоренных частиц,
4. корональные выбросы масс,
5. возмущения солнечного ветра [а это разве не вышеназванные излучения и потоки?],
6. вариации потоков галактических космических лучей [причем здесь Галактика, когда говорим о Солнце? Или имеется ввиду влияние на эти галактические потоки/излучения из-за электромагнитного воздействия на них?].

Солнечные пятна на фотосфере

В периоды минимума активности пятна могут вообще не наблюдаться на поверхности Солнца, в то время как в годы максимума их число достигает десятков сотен.

Температура солнечного пятна примерно 4000К, что на 2000К меньше температуры других областей фотосферы. Поэтому при наблюдениях в телескоп со светофильтром пятна кажутся более темными областями, по сравнению с окружающей поверхностью. Исследования Солнца в XX веке показали, что пятна – это области выхода в фотосферу мощных магнитных полей. Потемнение фотосферы в этих областях объясняется тем, что мощные сгустки магнитных силовых линий препятствуют конвективным движениям [стабилизируют?] вещества из более глубоких слоев. Это и приводит к снижению потока тепловой энергии.

Конфигурация магнитных полей солнечного динамо

Ученые уже давно пытаются разобраться в причинах цикличного поведения Солнца. Известно, что в начале 11-летнего цикла солнечное магнитное поле имеет дипольную конфигурацию и направлено преимущественно вдоль меридианов (такое поле называют «полоидальным»). В максимуме цикла оно сменяется полем, направленным вдоль параллелей («тороидальное»). В конце цикла поле вновь сменяется на полоидальное, но теперь оно направлено в сторону, противоположную направлению начала цикла.

За генерацию магнитных полей, а также за образование солнечных пятен отвечает процесс, называемый «солнечное динамо». Эта модель как раз объясняет наблюдательные особенности. Из-за того, что экваториальные области Солнца вращаются быстрее, чем полярные («дифференциальное вращение»), изначально полоидальное поле, увлекаясь вращающейся плазмой, должно растягиваться вдоль параллелей, приобретая тем самым тороидальную компоненту. Этот процесс получил название «омега-эффект».

Чтобы цикл мог продолжаться снова и снова, тороидальное поле должно каким-то образом снова преобразовываться в полоидальное. В 1955 году американский астрофизик Юджин Паркер показал, что объемы солнечной плазмы должны вращаться за счет сил Кориолиса. Эта сила и растягивает компоненты магнитного поля, превращая тороидальные магнитные поля в полоидальные (т.н. «альфа-эффект»). Считается, что этот эффект возникает в непосредственной близости от поверхности Солнца в районе пятен. Но эта теория не может объяснить наблюдаемую продолжительность солнечного цикла.

Число Вольфа и 11-летний цикл активности Солнца

Одним из наиболее распространённых показателей уровня солнечной активности является число Вльфа, связанное с количеством солнечных пятен на видимой полусфере Солнца [интересно, а как в это время на другой стороне?] Солнечная активность в числах Вольфа имеет циклический характер со средней продолжительностью цикла в 11.2 года. Эпоха, когда количество активных областей бывает наибольшим, называется максимумом солнечного цикла, а когда их почти нет — минимумом. Нумерация солнечных циклов начинается с того момента, когда начались регулярные ежедневные наблюдения числа пятен [какой год?].

За последние 80 лет течение цикла несколько ускорилось и средняя продолжительность циклов уменьшилась примерно до 10.5 лет. За последние 250 лет самый короткий период был равен 9 годам, а самый длинный 13.5 лет [в среднем, 11,25 лет]. Таким образом, поведение солнечного цикла регулярно только в среднем.

Полный 22-летний магнитный цикл Солнца

В 1908 г. Д. Хейл открыл, что солнечные пятна обладают сильным магнитным полем. Более поздние измерения магнитного поля в группах, состоящих из двух солнечных пятен, показали, что эти два пятна имеют противоположные магнитные полярности, указывая, что силовые линии магнитного поля выходят из одного пятна и входят в другое. В течение одного солнечного цикла в одной полусфере (северной или южной) ведущее пятно (по направлению вращения Солнца) всегда одной и той же полярности. По другую сторону экватора полярность ведущего пятна противоположная. Такая ситуация сохраняется в течение всего текущего цикла, а затем, когда начинается новый цикл, полярности ведущих пятен меняются.

Первоначальная картина магнитных полярностей т.о. восстанавливается через 22 года, определяя магнитный цикл Солнца. Это означает, что полный магнитный цикл Солнца состоит из двух одиннадцатилетних — четного и нечетного, причем четный цикл обычно меньше нечетного [т.е., первая фаза больше 11,2 года, вторая — меньше?]. 22-летний цикл («цикл Хейла») является, в сущности, удвоенным циклом Швабе. Он был открыт после того, как в начале XX века была понята связь между солнечными пятнами и магнитными полями Солнца. Оказалось, что за один цикл пятенной активности общее магнитное поле Солнца меняет знак: если в минимуме одного цикла Швабе фоновые магнитные поля преимущественно положительны вблизи одного из полюсов Солнца и отрицательны — вблизи другого, то примерно через 11 лет картина меняется на противоположную.

Каждые 11 лет меняется и характерное расположение магнитных полярностей в группах солнечных пятен. Таким образом, для того, чтобы общее магнитное поле Солнца вернулось к своему исходному состоянию, должно пройти два цикла Швабе, то есть около 22 лет.

Закономерности формы различных циклов СА

Несмотря на различную длительность отдельных циклов, каждому из них свойственны общие закономерности. Так, чем интенсивнее цикл, тем короче ветвь роста и тем длиннее ветвь спада, но для циклов малой интенсивности как раз наоборот — длина ветви роста превышает длину ветви спада.

В эпоху минимума в течение некоторого времени пятен на Солнце, как правило, нет. Затем они начинают появляться далеко от экватора на широтах ±40°. Одновременно с возрастанием числа солнечных пятен сами пятна мигрируют в направлении солнечного экватора, который наклонен к плоскости орбиты Земли (к эклиптике) под углом в 7°. К концу цикла пятна в основном появляются вблизи широты ±5°. В это время на высоких широтах уже могут появляться пятна нового цикла.

Г. Шперер был первым, кто исследовал эти широтные изменения. Он и английский астроном-любитель Р. Кэррингтон провели большие серии наблюдений периодов обращения пятен и установили тот факт, что Солнце не вращается как твердое тело — на широте 30°, например, период обращения пятен вокруг Солнца на 7% больше, чем на экваторе.

В подъеме и спаде солнечных циклов существует некоторая закономерность. Возможно, это указывает на существование более длительного цикла, равного примерно 80-90 годам.

Спектр солнечного ритма

Поскольку основной квазицикл лежит в диапазоне 9-14 земных лет, его кратные значения тоже будут размыты и иногда перекрываться, что затруднит верное вычисление множителя:

40-60 (уже слегка перекрывается с предыдущим)
45-70

50-70 (тоже частичное перекрытие с предыдущим)
54-74

50-70 (также, как предыдущий диапазон)
63-98

60-100 (перекрытие с 2-мя предыдущими)
72-112

70-110 (перекрытие с предыдущим)
81-126

80-130 (т.н., «околовековой цикл», перекрывающийся с 2-мя предыдущими)
90-140

100-150 (перекрытие с 3-мя предыдущими)

Прошлое и будущее солнечной активности

Свидетельства солнечных всплесков и прогнозирование динамики гелиоактивности.

Хроника всплесков на нашем светиле

События Мияке

Мощные вспышки на Солнце, оставляющие следы в годичных кольцах деревьев и называемые «события Мияке», позволяют с точностью до года определить возраст археологической находки или проверить историческую гипотезу.

Науке известны следующие события Мияке:

• 5480 до нашей эры
• 3372 до нашей эры [примерно через 2100 лет]
• 660 до нашей эры [примерно через 2700 лет]
• 774 год н.э. [через 1434 года] — мощнейшая вспышка солнечной активности, породившая протонный шторм. Поток высокоэнергичных частиц пробил магнитосферу, достиг атмосферы Земли и запустил каскад реакций, в результате которых концентрация 14C зашкалила. Это первое открытое событие Мияке началось в июле 774 года и продолжалось до 780 года.
• 993 нашей эры [примерно через 300 лет после предыдущего].
• 1306 нашей эры [примерно через 300 лет после предыдущего].

• Космический шторм раскрыл тайну гибели китайского государства.

Современное состояние солнечной активности

По данным ученых, в марте 2020 года Солнце достигло наименьшей активности, и новый «цикл Хейла» может начаться уже в апреле. При этом пик солнечной активности придется на лето 2025 года. В это время на Солнце появится примерно 115 или немного больше солнечных пятен.

И вот, 29 мая орбитальная обсерватория SDO зафиксировала мощнейшую за последние 3 года вспышку на поверхности Солнца, которая указывает на завершение аномально долгого и спокойного периода солнечной «спячки». Это вспышка относится к классу M, которая лишь на одну ступень слабее событий класса X. Это стало неожиданностью, так как подобные вспышки обычно предваряют более слабые проявления солнечной активности, вспышки класса C.

По этому поводу у ученых есть две теории. С одной стороны, опыт наблюдений за прошлыми циклами активности Солнца говорит о том, что из-за подобного резкого пробуждения светила следующие вспышки будут мощнее и происходить станут чаще. С другой стороны, долгий «штиль» на Солнце и небольшое число слабых вспышек во время этого периода может действительно указывать на то, что светило движется к столетнему или даже тысячелетнему минимуму активности. В таком случае начало цикла с мощной вспышки будет простой случайностью. Последующие наблюдения за Солнцем дадут ответ на этот вопрос.

По расчетам астрономов, к 2050 году температура Солнца может опуститься до маундеровского минимума, зафиксированного в период примерно с 1645 по 1715 годы.

Циклы солнечной активности

Весь спектр солнечного ритма (список циклов)

Основные циклы главнейших явлений атмосферы, гидросферы и литосферы, в связи с солнечной активностью и инсоляцией (в основном — по А. В. Шнитникову 1963 [но здесь не объяснена эта связь, кроме пометок у некоторых из этих циклов?] и Б. М. Владимирскому 2003 [в основном, социальные циклы]):

Видим, что наибольший вклад (по количеству открытых циклов СА) внесли Ангенгейстер (2), Брикнер (2), Джиллет (2), Дуглас (3), Лунгерсгаузен (2), Перфильев (2), Петтерссон (2), Шостакович (7).

1. звёздочкой (*) справа у пунктов отмечены циклы, не описанные в оригинальной таблице Эйгенсона, но взятые из других источников;
2. двумя звёздочками (**) — инсоляционные циклы, которые не связаны с СА, а обусловлены орбитальными колебаниями Земли [циклы Миланковича, дополненные циклами Хейса] (они многотысячелетние и отсутствуют у Эйгенсона);
3. тремя звёздочками (***) — циклы, которые должны быть обнаружены из-за значительного гравитационного (в т.ч. приливного) воздействия планетных конфигураций на Солнце или на Землю (в т.ч. Луны относительно Земли и Солнца).

1. имена планет часто сокращены до 2-3 букв: Мер(к), Вен, Зем, Лун(а), Мар(с), Юп(ит), Сат, Ур, Неп, Пл(ут); иногда могут сокращаться до 1 заглавной буквы с точкой (кроме Меркурия и Марса);
2. Б.макс. — Большой максимум; Б.мин. — Большой минимум;
3. б/ц, БЦ — барицентр СС;
4. д/Ю — доля Юпитера (в приливном воздействии или сдвиге барицентра); д/Л — доля Луны;
5. ПГ — планеты-гиганты; ПЗГ — планеты земной группы;
6. рез. — резонанс;
7. сб., сбл. — сближение («парад») планет;
8. сид. — сидерический;
9. син. — синодический;
10. С., Сол., С-це — Солнце;
11. СЦ — стандартный 11-летний цикл солнечной активности (СА) [11,1 земного года].

Внутривековые ритмы СА

Глобальный магнитный цикл Солнца проявляется в виде следующих особенностей:

1. 11-летняя периодичность числа солнечных пятен (закон Швабе-Вольфа);
2. смещение к экватору зоны пятнообразования в течение 11-летнего цикла (закон Шперера);
3. закон Хейла о полярности пятен, согласно которому ведущие и следующие пятна в биполярных группах имеют противоположную полярность. Через каждые 11 лет происходит смена порядка полярности в биполярных группах;
4. 22-летняя смена полярности магнитного поля на полюсах Солнца в эпоху максимумов 11-летних циклов;
5. две ветви активности в глобальном магнитном цикле: полярная, связанная с полярными факелами, начинающаяся сразу после смены знака магнитных полей, и экваториальная, связанная с солнечными пятнами.

11-летний цикл солнечной активности

Наиболее известным и изученным является 11-летний цикл, открытый Генрихом Швабе и подтвержденным Робертом Вольфом, который исследовал изменение активности солнца за два с половиной столетия при помощи предложенного им индекса Вольфа:
W = k (10g + f),
где f и g – соответственно число пятен и число групп пятен, а k – корректирующий множитель, определяемый для каждого наблюдателя и инструмента. Изменение Активности солнца с периодом равным 11,1 года носит название закона Швабе — Вольфа.

Одиннадцатилетний цикл («цикл Швабе» или «цикл Швабе-Вольфа») является наиболее заметно выраженным циклом солнечной активности. Этот период активности Солнца самый известный и более изученный. Также его называют законом Швабе-Вольфа, отдавая дань первооткрывателю этой периодичности светила. Название «одиннадцатилетний» несколько условно для данного цикла. Продолжительность его, например, в XVIII – XX веках колебалась от 7 до 17 лет, а в веке ХХ среднее значение составило 10,5 лет.

В первые четыре года цикла происходит активное увеличение количества солнечных пятен. Также учащаются вспышки, число волокон и протуберанцев. В следующий период (около семи лет) количество пятен и активность уменьшаются. 11-летние циклы имеют различные высоты в максимумах. Их принято измерять в относительных числах Вольфа. Самым высоким индексом за всё время наблюдений отметился 19-й цикл. Его значение составило 201 единица, при минимуме около 40.

22-летний цикл Хейла

Был также открыт 22-летний цикл солнечной активности, который определяет эволюцию магнитных полей на Солнце, однако, во многих глобальных индексах СА он прослеживается весьма слабо. Это говорит о том, что данный цикл является циклом качественных, а не количественных характеристик.

Двадцатидвухлетний цикл («цикл Хейла») является, в сущности, удвоенным циклом Швабе. Он был открыт после того, как в начале XX века была понята связь между солнечными пятнами и магнитными полями Солнца. При этом оказалось, что за один цикл пятенной активности общее магнитное поле Солнца меняет знак: если в минимуме одного цикла Швабе фоновые магнитные поля преимущественно положительны вблизи одного из полюсов Солнца и отрицательны — вблизи другого, то примерно через 11 лет картина меняется на противоположную. Каждые 11 лет меняется и характерное расположение магнитных полярностей в группах солнечных пятен. Таким образом, для того, чтобы общее магнитное поле Солнца вернулось к своему исходному состоянию, должно пройти два цикла Швабе, то есть около 22 лет.

Другие циклы СА, кратные одиннадцатилетнему

Предполагается существование 33, 44 и 55 летних циклов изменения активности Солнца.

Также установлено что величина максимума циклов меняется с периодом около 80 лет. [Таким образом появляется вековой цикл солнечной активности]

Околовековые ритмы СА

В настоящее время прямые наблюдения Солнца насчитывают чуть больше 400 лет. Это позволило достаточно хорошо изучить характеристики 11-летних циклов и установить, что в изменениях высоты 11-летних циклов присутствуют долговременные циклы, получившие название вековых. Впервые на наличие много[десяти]летнего цикла продолжительностью 66–83 года обратил внимание Вольф, располагавший данными о солнечной активности примерно за два вековых цикла, поэтому он и считается его первооткрывателем. Результаты ранних исследований вековых циклов изложены в монографии Б.М. Рубашева (1964). [Отметим также, что фиксируются необъяснимые сбои циклов]

Используя данные о солнечно обусловленных явлениях (полярные сияния), Глейсберг получил данные о продолжительности 17 вековых циклов СА, которая изменялась в пределах от 7 до 11 одиннадцатилетних циклов. Этот цикл («цикл Гляйсберга») продолжается от 70 до 100 лет. Это модуляция одиннадцатилетних циклов. В середине прошлого века был максимум такого цикла, и следующий придётся на середину века нынешнего.

С использованием более информативного индекса Шове (сконструирован также по полярным сияниям) было установлено, что продолжительность слабовыраженных вековых циклов доходит до 70 лет, а хорошо выраженных – составляет более 100 лет, то есть наблюдается зависимость продолжительности от мощности векового цикла. Средняя продолжительность вековых циклов по оценкам разных авторов колеблется от 79 до 93 лет (Клаф приводит графический пример с совмещением брикнеровского 37-летнего и векового 83-летнего циклов). Более поздние исследования, посвященные этому вопросу, приведены в работах Ю.А. Наговицина, где представлены данные об изменениях продолжительности долговременных циклов солнечной активности, выявленных по различным солнечно обусловленным явлениям, которые показывают, что интересующие нас долговременные циклы по продолжительности концентрируются в районах 60, 90, 130, а, возможно, и более лет.

На графике слева показаны наблюдения цикличности солнечной активности за 400 последних лет. Всего видим 27 пиков за период 1700-2000 года, т.е. периодом 300 / 27 = 11,1 лет (классический цикл СА). За этот же период наблюдается и 3 околовековых ритма периодом 300/3 = 100 лет.

В монографии В.Ф. Чистякова утверждается, что наблюдается цепочка двух видов вековых циклов типа 95–115–95–115 лет и так далее (т.е., в среднем, 105 лет), которая была прослежена автором на протяжении последних 1600 лет. Причем 95-летние циклы имеют крутую ветвь подъема и отлогую ветвь спада, а 115-летние наоборот. Из анализа этих результатов следует, что текущий вековой цикл имеет продолжительность 115 лет и его минимум наступит в 2020 г. Текущий 115-летний и последующий за ним 95-летний циклы сомкнутся крутыми ветвями, поэтому в минимуме этих вековых циклов будет наблюдаться два относительно слабых 11-летних цикла. Первый из которых мы сейчас, по-видимому, и наблюдаем.

Многовековые ритмы СА

Ученые, изучив кольца на спилах деревьев, ленточную глины, сталактитам, залежам ископаемых, раковинам моллюсков и другие признаки, предположили существование и более продолжительных циклов, длительностью около 110, 210, 420 лет (вековые). А так же и так называемые сверхвековые циклы 2400, 35000, 100000 [колебания Каспия] и, даже, 200 — 300 миллионов лет [порядка Галактического года].

На рисунке слева Эдди даёт совмещение многовековых циклов солнечной активности с различными климатическими кривыми за последние 5000 лет, откуда мы видим следующие максимумы СА (9): -2700, -2250, -1800, -1100, -500, 0, 1200, 1600, 2000? г. и минимумы СА (9): -3000?, -2500, -2000, -1300, -700, -400, 700, 1500, 1700.

Периодичность между ними, начиная от 3000 года, составляет для максимумов: 450, 450, 700, 600, 500, 1200, 400, 400, для минимумов: 500, 500, 700, 900, 1100, 800, 200, т.е., в среднем, 5000 / 9 = 556 лет — это около 49 солнечных циклов, почти 50. В таблице выше он фигурирует как 500-600-летний (

570 цикл III-A.10-II-A.12.

Двухвековая цикличность СА

Отмечена и двухвековая цикличность. В её минимумы (периоды около 200 лет) наблюдаются устойчивые ослабления солнечной активности. Они длятся десятки лет и носят название глобальных минимумов — минимум Маундера (1645-1715), минимум Шпёрера (1450-1540), минимум Вольфа (1280-1340) и другие.

Период Маундера (400-500 лет)

Маундеровский минимум (Минимум Маундера) — период долговременного уменьшения количества солнечных пятен в 1645—1715 годы (60 лет). По подсчётам английского астронома Эдварда Уолтера Маундера (1851—1928), за этот период наблюдалось всего около 50 солнечных пятен вместо обычных 40-50 тысяч. Изотопный анализ позволил выявить 18 минимумов активности Солнца за последние 8000 лет, включая минимум Шпёрера (1450—1540 или 1400-1510 — 110 лет) и минимум Дальтона (1790—1820).

Следовательно периодичность этих минимумов составляет 8000/18 = 444,4

450 лет [40 11-летних циклов], а длительность — несколько десятков лет [причем, видимо, в промежутках — через 150—200 лет — могут быть промежуточные минимумы типа последних двук названных]. Если так, то в XXI веке может наступить новый минимум.

Кроме того, во время Маундеровского минимума наблюдалось падение интенсивности полярных сияний и скорости вращения Солнца [!]. Согласно Л. В. Константиновской (Солнечная активность, 2000?), с 1660 по 1680 год (в минимум Маундера) кроме минимума СА наблюдались следующие события:

1. в Солнечной системе — большое количество комет, плоскость орбит которых имела большой наклон к эклиптике (равный наклону Галактики);
2. у Солнца — увеличилась скорость своего вращение на экваторе на 3-4%; увеличилась в 2 раза разность скоростей вращения Солнца на широтах 0-20 градусов;
3. у Земли — увеличилось вращение вокруг своей оси [сомнительно: должно быть наоборот, ибо воды стало больше]; был малый ледниковый период (замерз Дунай, и размер колец на деревьях уменьшился).

Согласно Т. В. Гайворонской (2011), солнечная активность и земная сейсмичность — противоположные явления. Следовательно, в минимумы СА, повторяющихся с этим периодом, должно наблюдаться и повышение количества землетрясений.

Сверхтысячелетние циклы СА

Также существуют циклы в 1000 и 2300 лет.

Цикл Холлстатта (халльштаттские колебания)

Цикл примерно в 2300 (2100-2500) лет, называемый «циклом Холлстатта», установлен по данным радиоуглеродного анализа. Это колебания изотопов Be₁₀ и C₁₂.

В последний десяток тысяч лет наша планета испытывает систематические изменения в климате и количестве радиоактивных изотопов углерода и бериллия (углерод-14 и бериллий-10). Данные изменения называют халльштаттскими колебаниями, с периодом около 2100 — 2500 лет. С некоторым запозданием относительно циклического изменения уровня изотопов слегка изменяется и земной климат.

Последние 2500 лет мы находимся в так называемом субатлантическом периоде – довольно прохладным по климату сравнительно с предшествующими временами. До самого последнего времени причины колебаний изотопов и климата оставались неясными.

Астрономы из Италии проанализировали колебания климата за последние 12 000 лет (конец верхнего палеолита) и пришли к выводу, что его периодические изменения связаны с влиянием нескольких крупнейших планет Солнечной системы. Их гравитация раз в 2318 лет слегка изменяет орбиту Земли, то увеличивая, то уменьшая количество получаемой ею от Солнца энергии. Статья опубликована в Earth Science Reviews, а с её препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

Исследователи показали, что самым вероятным претендентом на роль виновника халльштаттских циклов являются 4 планеты-гиганта Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Дело в том, что все эти планеты имеют периоды вращения, позволяющие им примерно раз в 2318 лет «выстраиваться» на одной оси относительно Солнца (орбитальный резонанс). По расчётам авторов, это изменяет взаимное расположение общего центра масс [барицентра] всех крупных [всех планет, а не только крупных] планет и Солнца.

На первый взгляд ничтожное изменение имеет серьезные последствия: каждые 2318 лет вытянутость эллиптических орбит всех планет в целом несколько сокращается, и они становятся ближе к ровной окружности. «Выравнивание» орбит слегка меняет как гравитационное, так и электромагнитное поле Солнечной системы в целом, а также воздействует на циклы солнечной активности. Все эти три фактора вместе влияют на размеры гелиосферы – «пузыря», образуемого солнечным ветром.

За счёт того, что орбиты планет становятся ближе к кругу, весь этот «пузырь» уменьшается в размерах. Космическим лучам извне становится легче проникать внутрь гелиосферы. Когда резонанс, случающийся каждые 2318 лет, проходит, усреднённые орбиты планет системы снова «вытягиваются». За счет этого «пузырь» гелиосферы опять расширяется, а количество галактических лучей внутри него снова падает до нормы.

Такие колебания гелиосферы с периодичностью в 2318 лет имеют глубокие последствия для всех планет в целом и для Земли в частности. Частицы солнечного ветра гелиосферы образуют барьер на пути космических лучей — заряженных частиц, летящих от далёких космических объектов. Эти лучи имеют значительную энергию. Если они достигают атмосферы нашей планеты, то часто выбивают протон из встреченных там атомов азота. После этого бывший атом азота становится атомом углерода-14, который окисляется кислородом. Образуется молекула углекислого газа, опускающегося из-за тяжести вниз. У поверхности он связывается растительностью (тогда углерод-14 обнаруживают в древесных кольцах), либо во льду (тогда углерод-14 находят в ледяных кернах). Сходным путём идёт и образование бериллия. Поскольку оба изотопа не очень стабильны, по изменению их концентрации можно датировать всплески и провалы в интенсивности бомбардировки планет космическими лучами. Именно ориентируясь на эти всплески, учёные и предположили существование 2318-летнего цикла, описанного выше.

Однако роль космических лучей не сводится к наработке нестабильных изотопов в стратосфере. Как показал ряд опытов последних лет, подобные лучи провоцируют образование в воздухе центров конденсации облаков. Облака изменяют отражательную способность планеты, влияя на долю солнечных лучей, отражаемых Землёй в космос. Это ведёт к колебаниям средней планетарной температуры — изменениям климата. Именно этим авторы новой работы объясняют странные сдвиги температуры в последние 12 тысяч лет, после окончания ледникового периода. Они полагают, что колебания такого рода были и раньше, но отследить их для более древних периодов сложнее, потому что весь углерод-14 из тех эпох уже распался.

Авторы показывают, что орбитальные резонансы, влияющие на поток падающих на нас космических лучей, существуют и на отрезках короче 2318 лет. В частности речь идет о периодах в 20, 45, 60, 85, 159-171-185 лет. Все они гораздо слабее 2318-летнего, но также могут оказывать влияние на интенсивность образования облаков и, таким образом, климат планеты. Исследователи предполагают, что это может объяснить множество более быстрых скачков температур в древности и средневековье. Например, малый ледниковый период, он же маундеровский минимум, когда температуры упали настолько резко, что климат Западной Европы соответствовал современной средней полосе России.

Последний тезис может вызвать серьёзное противодействие ряда климатологов. Большинство из них полагает, что лишь антропогенные выбросы углекислого газа сильно влияют на климат планеты после окончания ледникового периода. Отсюда и категорические призывы научного сообщества принять меры по борьбе с выбросами парниковых газов и остановить потепление. Если окажется, что климат испытывает серьёзные колебания вне всякого человеческого вмешательства, политику корректировки глобального климата планеты, возможно, придётся пересмотреть.

• Астрономы: «Парады планет» влияют на климат Земли. Периодические выстраивания Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна в определённой конфигурации могут влиять на количество космических лучей, падающих на Землю, и даже на её климат.

Многотысячелетние циклы СА

Также существуют циклы в 35 и 100 тысяч лет.

Влияние планет на гелиоактивность

Логично предположить, что на солнечную активность влияет обращение и расположение планет. Их обращение вокруг нашего светила вызывает:

1. приливы на Солнце,
2. смещение общего центра тяжести Солнечной системы.

Периодические же сближения планет между собой усиливают это действие.

Важно: ученые из центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) предлагают новую теорию циклов солнечной активности. В работе, опубликованной в журнале Solar Physics, они показали, что 11-летний цикл может быть вызван приливным влиянием некоторых планет Солнечной системы, а именно Венеры, Земли и Юпитера. Исследователи обратили внимание, что эти три планеты выстраиваются в одном направлении примерно раз в 11 лет.

Вероятно, конфигурацией планет нужно объяснять все «разношёрстные» циклы СА, а не только кратные 11-12 годам.

К слову, взгляните на следующие астрономические сопоставления с основным 11-летним циклом СА [точнее, 11,1-летним]:

6 сидерических периодов обращения Марса = 11,286 земных лет

11,3;
46 сидерических периодов обращения Меркурия = 11,079 земных лет

11,1;
137 синодических периодов обращения Луны = 11,077 земных года

11,1;
18 сидерических периодов обращения Венеры = 11,074 земных года

11,1; 11 сидерических периодов обращения Земли = 11,000 земных лет.

Также посмотрите, как, например, 180-летний ритм СА проявляется в обращениях и соединениях планет:

• 5 сидерических обращений Юпитера = 177,933 земных года;
• 6 сидерических обращений Сатурна = 176,746 земных лет;
• 9 синодических циклов соединения Юпитер-Сатурн = 178,734 земных года;
• 13 синодических циклов соединения Юпитер-Уран = 179,542 земных года;
• 14 синодических циклов соединения Юпитер-Нептун = 178,923 земных года.
• 4 синодических цикла Сатурн-Уран = 181,455 земных года;
• 5 синодических циклов соединения Сатурн-Нептун = 179,385 земных года;

Вероятно, эти противостояния и парады вызывают на Солнце приливы. Рассмотрим подробнее их силу и периодичность.

Влияние обращения планет на активность Солнца

Прежде всего взглянем на периоды орбит планет Солнечной системы:

1. Меркурий — около 1/4 земного года (0,24)
2. Венера — примерно 2/3 земного года (0,62)
3. Земля — 1 год (5/3 оборота Венеры и почти 4 оборота Меркурия)
4. Марс — около 2 (1,88) земных лет и почти 3 венерианских года
5. Юпитер — около 12 лет (11,9

6 оборотов Марса) — раньше был основным кандидатом на «главный», 11-летний цикл СА (I-B.10 — I-B.17)
Сатурн — примерно 30 лет (29,5

5/2 оборота Юпитера) — может быть фактором 30-летнего цикла СА I-C.26 — I-C.28

Можно сюда добавить также мифические планеты закойперовской зоны и из кометного облака Оорта: Тихе, Прозерпина, причём, некоторые из них могут быть суперземлями, планетами-гигантами или даже достаточно массивными коричневыми карликами — двойниками Солнца.

Также интересно сравнить ритмы СА с целочисленными рядами планетарных лет:

Планеты-гиганты (ПГ) слабо [?] участвуют в W-активности Солнца, доминирующее влияние оказывают планеты земной группы (ПЗГ). ПГ определяют В-активность Солнца. W-активность, обусловленная ПГ, определяется различными комбинациями сидерических периодов ПГ. За W-активность Солнца ответственны ПЗГ с периодами: Т = 11,083 лет; Т = 8 лет; Т = 6,778 лет [3/5 11-летнего цикла СА], Т = 1,611 лет, которые можно считать универсальными гелиофизическими константами.

Силы, действующие на Солнце, со стороны различных космических объектов (в порядке приливного воздействия):

В последних строках таблицы аббревиатурами обозначены: МП — наша галактика Млечный Путь, МО — соседние Магеллановы Облака, ТА — ближайшая галактика Туманность Андромеды. [Что здесь интересно — ядро Галактики ощутимо влияет на наше светило — всего в 3-4 раза меньше Марса.]

Ситуация, в которой планеты выстраиваются приблизительно в одну линию, называется парад планет. Пользуясь результатами расчетов из таблицы, оценим суммарное воздействие планет внутри орбиты Сатурна. Находясь на одной линии, эти планеты создают на Солнце гравитационное поле с напряженностью

g = g_С + g_Ю + g_Марс + g_З + g_В + g_М = (1,9 + 21 + 0,08 + 1,8 + 2,8 + 0,65) ∗ 10 −8 м/с 2 = 28,2 ∗ 10 −8 (м/с 2 ).

Таким образом, напряженность гравитационного поля в момент выстраивания шести планет в одну линию увеличивает воздействие Юпитера более, чем на треть. [Впрочем, для упрощения дальнейших расчетов соединений планет влиянием Марса можно пренебречь, как и влиянием центра Галактики.]

Вычисление приливного воздействия гравитационно значимых планет на Солнце

Парады планет вычислять сложно, а вот противостояния — легко. Для определения формулы расчёта проделаем сначала мысленный эксперимент из обычной жизненной ситуации (эта замечательная логическая задача подсмотрена в сети — http://nebotan.com/matematika/zid327442.html ).
Пусть 2 бегуна бегают по кругу стадиона длиной C=400 м со скоростью V₁=10 и V₂=12 км/ч.
Через какое время T второй бегун догонит первого?
До момента повторной встречи первый бегун пробежит расстояние S₁ = V₁*T = 10T.
Второй за это время пробежит, соответственно, S₂ = V₂*T = 12T.
В то же время второй бегун пробежит полный круг и еще путь первого бегуна, т.е. S₂ = C + V₁*T = 0,4 + 10T.
Значит, 12T = 0,4 + 10T, откуда 12T — 10T = 0,4 => 2T = 0,4 => T = 0,2 ч = 12 мин.
Отсюда выводим формулу: T = C / (V₂

Юпитер + Венера (21 + 2,8 = 23,8): T = 1 / (1/0,62 — 1/11,9) = 1 / (1,613 — 0,084) = 1/1,529 = 0,654

0,7 года

Видим, что эти соединения почти не наши своё отражение в ритмах Солнца — возможно, потому, что эти периоды близки к периодам обращения планет.

Теперь проверим периоды сближений для этих 4 планет (создающие напряженность поля 2,5-4,7) между собой (без Юпитера):

1. Венера + Сатурн (2,8 + 1,9 = 4,7): T = 1 / (1/0,62 — 1/29,5) = 1 / (1,613 — 0,034) = 1/1,579 = 0,633 — почти венерианский год
2. Венера + Земля (2,8 + 1,8 = 4,6): T = 1 / (1/0,62 — 1/1) = 1 / (1,613 — 1) = 1/0,613 = 1,631 — почти марсианский год (1,9 л.)
3. Сатурн + Земля (1,9 + 1,8 = 3,7): T = 1 / (1/1 — 1/29,5) = 1 / (1 — 0,034) = 1/0,966 = 1,035 — почти тот же земной год
4. Венера + Меркурий (2,8 + 0,7 = 3,5): T = 1 / (1/0,24 — 1/0,62) = 1 / (4,167 — 1,613) = 1/2,554 = 0,392

0,4 г.