Как помнят читатели N + 1, в 2018 году Солнце находилось в минимуме своей активности. Но буквально несколько дней назад произошли события, позволяющие говорить о прекращении спада и начале нового 11-летнего цикла активности нашей звезды — 25-го по счету с начала наблюдений, начавшихся 260 лет назад. Подробнее о том, что сегодня происходит на Солнце и как ученые научились следить за колебаниями его циклов, рассказывает сотрудник Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН, доктор физико-математических наук Сергей Богачев.
Магнитная карта Солнца, сделанная космическим телескопом SDO. Рядом с экватором видна группа пятен 24-го солнечного цикла, который подходит к концу. Сверху, значительно ближе к полюсу, видны пятна нового, 25-го цикла, с противоположной магнитной полярностью.
NASA’s Solar Dynamics Observatory
Активность Солнца в том году, в соответствии с прогнозом ученых, действительно, росла-росла — и вдруг остановилась на полпути. Вместо гигантского всплеска активности очередной солнечный максимум оказался едва ли не вдвое ниже среднего уровня, то есть одним из самых слабых в истории.
Пока те, кто уже приготовился к концу человеческой истории, переживали разочарование, ученые проводили физические исследования, пытаясь ответить на вопрос, почему цикл оказался столь невыразительным. Параллельно было предложено множество сценариев дальнейшего развития нашей звезды – от ожиданий, что нам предстоит новый минимум Маундера (исторически зафиксированный сбой активности Солнца на стыке XVII–XVIII веков), до гипотез, что Солнце, пожалевшее силы в 2012 году, компенсирует их в следующем солнечном максимуме, произведя «наконец-то» ожидаемые рекордные солнечные вспышки.
В любом случае, все сходились на том, что ответ может дать только время — как минимум надо дождаться начала нового солнечного цикла. И вот, похоже, этот момент настал. После шести лет ожидания и постепенного движения к дну цикла Солнце, похоже, приготовилось к движению наверх. Что же теперь будет?
Вопрос о том, как определить начало нового цикла, не так прост, как можно подумать. Дело в том, что солнечные вспышки — это дискретные и довольно случайные события. В минимуме их число падает почти до нуля (скажем, одна слабая вспышка в месяц) и чисто статистически отличить ситуацию «нет вспышек» от ситуации «почти нет вспышек» сложно. Обычно это удается сделать лишь несколько лет спустя.
Накопив большую статистику по вспышкам и убедившись, что рост их числа уже не вызывает сомнений (виден, так сказать, невооруженным глазом), ученые проводят интерполяцию числа вспышек в прошлое и математически находят точку, когда эта кривая прошла через минимум, то есть нижнюю точку солнечного цикла. Этот метод наиболее честный, и исторически моменты минимумов и максимумов циклов определяются именно так — спустя значительное время по статистическому анализу больших объемов данных (касающихся не только вспышек, но и пятен).
Однако, конечно, это не может в полной мере удовлетворить ни человечество, ни ученых: всем хочется знать прямо сейчас, на каком цикле мы находимся — все еще на предыдущем или уже на новом. Возникает вопрос, нет ли способа установить, хотя бы приблизительно, что Солнце уже «оторвалось» от дна и начало движение вверх. Такой способ есть, и в этом помогает знание теории формирования солнечных вспышек.
Солнечные вспышки — это взрывы, которые, по сути, представляют собой события высвобождения энергии. Но чтобы энергия высвободилась, она должна быть где-то предварительно запасена. В случае Солнца, и это надежно установлено, энергия копится в магнитном поле звезды. При этом, так как, очевидно, энергия должна сначала накопиться, чтобы потом высвободиться, изменения в магнитном поле происходят всегда раньше вспышек. Именно это и позволяет спрогнозировать начало цикла еще до того, как он начался в действительности, то есть до того, как пошел расти темп вспышек и число пятен, – просто по «правильным» изменениям магнитного поля.
Осталось разобраться, какие изменения являются «правильными».
Солнечный цикл активности, продолжающийся 11 лет, по своей глубинной природе представляет собой цикл изменения магнитного поля. В естественном состоянии магнитное поле Солнца похоже на земное — это дипольная магнитная структура с двумя полюсами и линиями магнитного поля, тянущимися от одного полюса к другому вдоль солнечных долгот. Если — гипотетически — попасть на поверхность такого идеального Солнца с компасом, то его стрелка покажет на солнечный север точно также, как на Земле. К слову, и сила поля на Солнце почти совпадает с земной.
График появления солнечных пятен: черная кривая — среднемесячное количество, синяя кривая — сглаженное среднемесячное количество, красная кривая — прогнозируемое количество (методом стандартных кривых), оранжевая кривая — прогнозируемое количество (комбинированным методом)
WDC-SILSO, Royal Observatory of Belgium, Brussels
Источник
Начинается 25 цикл Солнца, прогнозы ученых
Наше Солнце вступило в новую 25 стадию, с каждым днем увеличивая свою активность, что ждет жителей Земли, рассказали ученые.
В декабре прошлого года Солнце подошло к концу одиннадцатилетнего периода, в середине которого максимальная активность, а вначале и в конце исторические минимумы активности Солнца.
Активность Солнца сопровождается магнитными бурями и различного рода возмущениями, а также появлением пятен на его поверхности. В периоды максимальной солнечной активности наблюдаются даже переполюсовки магнитного поля, когда полюса Солнца меняются местами.
О том, в какой стадии одиннадцатилетнего цикла находится Солнце можно сказать с запозданием от 6 – 12 месяцев. В этот период ученые сравнивают регулярность и частоту появления солнечных пятен на средних широтах солнечной поверхности, сопоставляя данные с предыдущими периодами наблюдений.
Последние 6 лет, начиная с 2014 года, Земля находилась в стадии уменьшения солнечной активности, но теперь рост количество возмущений будет расти. Пик активности Солнца придется на 2025 – 2026 годы.
Какая будет солнечная погода в этот период ученые сказать не могут, но однозначно можно утверждать, что количество и сила магнитных бурь будет возрастать с каждым днем. Совершенно точно, увеличение активности повлияет на метеозависимых людей. Сильные магнитные бури влияют на качество связи, на работу электронного оборудования, на работу систем навигации и спутников. Возможно, что Солнечные бури внесут коррективы в работу Международной космической станции.
Необходимо отметить, что в истории Земли, в годы максимальной активности Солнца, в середине одиннадцатилетних периодов, случались достаточно крупные магнитные бури, одна из них случилась в период с 28 августа по 2 сентября 1859 года, это событие известно как «Событие Кэррингтона». В те дни по всей Земле отключились все телеграфные системы, а северные сияния освещали Землю даже днем в районе экватора, а ночью было светло как днем.
Похожее событие, только чуть меньшего масштаба произошло 13 марта 1989 года. Во всем мире наблюдались северные сияния, а также нарушения в работе электронного оборудования и связи.
Кроме всего прочего, в пиковые года циклов, в истории Земли происходили судьбоносные и значимые в историческом плане события. Такими пиковыми годами стал 2014, 2003, 1992 годы.
Какими, на ваш взгляд будут следующие 5 лет? Напишите в комментариях.
Что такое «Событие Кэррингтона»?
Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света! Не забудьте поделиться публикацией в соц. сетях 📢 Это будет лучшей наградой для меня! Спасибо!
Источник
Солнечный цикл 25 — Solar cycle 25
Данные солнечных пятен
Дата начала
Декабрь 2019 г.
Максимальное количество
34,0
Максимальное количество месяцев
Ноябрь 2020
Мин. Количество
1,8
Хронология цикла
Предыдущий цикл
24-й солнечный цикл (2008-2019)
Солнечный цикл 25 является текущей солнечным циклом картиной солнечной активности. Оно началось в декабре 2019 года со сглаженным минимальным числом солнечных пятен 1,8. Ожидается, что это продлится примерно до 2030 года.
СОДЕРЖАНИЕ
Прогнозы
Было сделано несколько различных прогнозов относительно силы цикла 25, причем прогнозы варьировались от очень слабых с предположениями о медленном скольжении до состояния минимума Маундера, до слабого цикла, подобного предыдущему циклу 24, и даже сильного цикла. Одно опубликованное предсказание солнечного цикла, в котором говорилось об очень слабом цикле со сползанием к маундеровскому минимуму активности, было отозвано редакторами журнала Nature с согласия одного из его четырех авторов из-за фундаментальных ошибок, которые преувеличивали Землю. Изменчивость расстояния до Солнца на протяжении веков. Аптон и Хэтэуэй предсказали, что слабость 25-го цикла сделает его частью современного минимума Глейсберга .
Группа прогнозов 25-го цикла солнечной активности в декабре 2019 г. предсказала, что 25-й солнечный цикл будет аналогичен 24 -му солнечному циклу с минимумом предшествующего солнечного цикла в апреле 2020 года (± 6 месяцев), а количество солнечных пятен достигнет (сглаженного) максимума 115. в июле 2025 г. (± 8 мес.). Это предсказание согласуется с текущим общим соглашением в научной литературе, согласно которому 25-й цикл солнечной активности будет слабее среднего (то есть слабее, чем во время исключительно сильного Современного максимума ).
Прогнозы цикла 25
Источник
Дата
Максимальный цикл
Начало цикла
Конец цикла
Томпсон, MJ et al .
Август 2014 г.
4 квартал 2019 г.
Жаркова В. и др. 2014, 2015 . (Нортумбрия U.)
Октябрь 2014,
80% цикла 24
Аптон, Лос-Анджелес, и Хэтэуэй, DH (Группа солнечных обсерваторий, Стэнфордский университет)
Декабрь 2018 г.
95% цикла 24
Конец 2020 г. — начало 2021 г.
Xu, JC et al . (Китайская академия наук)
Август 2018 г.
152,2–184,8 (2024)
Октябрь 2020
Бховмик, П. и Нанди, Д. (IISER, Калькутта)
Декабрь 2018 г.
109–139 (2023–2025)
2020 г.
после 2031 г.
Ozguc, A. et al . (Гарвардский университет)
Декабрь 2018 г.
154 ± 12 (2023,2 ± 1,1)
NOAA / SSRC
Апрель 2019
95–130 (2023–2026)
середина 2019 — конец 2020
НАСА
Июнь 2019
На 30–50% ниже, чем в цикле 24 (2025 г.)
2020 г.
NOAA / SSRC (обновление)
Декабрь 2019 г.
105–125 (июль 2025 г.)
Апрель 2020 (+/- 6 месяцев)
Национальный центр атмосферных исследований
Декабрь 2020 г.
233
Ранние признаки
По состоянию на апрель 2018 года на Солнце появились признаки появления пятна с обратной магнитной полярностью и начала этого солнечного цикла. При переходе от одного цикла к другому обычно наблюдается период, когда существуют солнечные пятна обеих полярностей (во время солнечного минимума). Пятна с обратной полярностью указывают на то, что происходит переход к 25-му циклу. Первое солнечное пятно цикла 25 могло появиться в начале апреля 2018 года или даже в декабре 2016 года.
В ноябре 2019 года появились два солнечных пятна с обратной полярностью, возможно, сигнализирующие о начале 25-го цикла.
Nandy et al. (2020, Res. Notes of the AAS) проанализировали полярную ориентацию биполярных магнитных областей, наблюдавшихся в декабре 2019 года, и пришли к выводу, что магнитные области с основной ориентацией тороидальной компоненты поля 25-го цикла солнечного цикла назревают в зоне солнечной конвекции, что представляет собой ранние признаки новый цикл.
Суперсиноптическая (время в зависимости от солнечной широты) карта радиальной компоненты солнечного магнитного поля для 24-25 циклов, основанная на наблюдениях Global Oscillations Network Group (GONG), показывает магнитную активность 25-го цикла, начиная с ноября 2019 года на широте около 30 градусов в оба солнечных полушария. Доступна более свежая суперсиноптическая карта.
По состоянию на 1 января 2021 года 25-й солнечный цикл демонстрирует первые признаки того, что он несколько сильнее солнечного 24-го цикла. • Среднее число солнечных пятен за 13 месяцев в июне 2020 года составляло 7,8 пятна в день по сравнению с 4,1 за соответствующий месяц в предыдущем. цикл. • В ноябре 2020 года в среднем 34 точки в день, на 10 месяцев раньше, чем в первый месяц, в среднем 30 или более в 24-м цикле. • Первый отдельный день, в котором будет 90 точек, пришелся на 12-й месяц этого цикла по сравнению с 27-м месяцем в 24-м цикле . • с 1 июня 2020 года, было 80 дней безупречной, по сравнению с 139 в соответствующем периоде цикла 24. • 2020 был на 80% больше , чем солнечные пятна для соответствующего периода в SC24. Эти цифры находятся в раннем согласии с новой статьей (октябрь 2020 г.) McIntosh et. al. который прогнозирует, что 25-й цикл солнечной активности почти наверняка будет сильнее, чем SC24 (ISN max 116), и, скорее всего, сильнее, чем SC23 (ISN max 180).
Солнечный цикл длится 11 лет. Он отсчитывается от одного солнечного минимума до солнечного максимума и обратно до следующего минимума. Слева: максимум апреля 2014 года. Справа: минимум декабря 2019. Иллюстрация NASA/SDO.
Слева: спокойное солнце декабря 2019 года. Справа: солнечные пятна апреля 2014 года. Иллюстрация NASA/SDO.
Представители агентств NASA и NOAA подтвердили, что Солнце вступило в новый солнечный цикл: активность нашего светила начала расти после минимума, пришедшегося на декабрь 2019 года.
Нынешний цикл, по прогнозам специалистов, будет довольно спокойным, так как в последние годы наблюдается долгосрочная тенденция к снижению активности со стороны нашей родительской звезды. Однако никто по-прежнему не может исключать вспышек, которые доставят землянам и космонавтам немало проблем.
Напомним, что «стрелки часов» Солнца совершают полный оборот по виртуальному циферблату в среднем за 11 лет. Столько длится один солнечный цикл, в ходе которого учёные регистрируют периоды повышенной и пониженной активности нашего светила.
На недавней пресс-конференции представители NASA и NOAA подтвердили, что начался новый солнечный цикл. Почему же учёные объявили об этом только сейчас? Ведь активность Солнца нарастает с декабря 2019 года. Дело в том, что исследователям нужно собрано достаточно данных, чтобы увериться в своих выводах.
«Приливы» и «отливы» солнечной активности рассчитываются по количеству и размеру солнечных пятен. Эти тёмные пятна, возникающие на поверхности Солнца, представляют собой менее прогретые области с более высоким магнетизмом.
«Мы ведём подробный учёт нескольких крошечных пятен, которые отмечают начало нового цикла, – объясняет Фредерик Клетт (Frédéric Clette), директор Всемирного центра данных по индексу солнечных пятен и долгосрочным солнечным наблюдениям. – Это миниатюрные предвестники грядущих мощных солнечных фейерверков. Только отслеживая общие тенденции в течение многих месяцев, мы можем определить переломный момент между двумя циклами».
Команда исследователей предполагает, что следующий максимум 25-го солнечного цикла придётся на июль 2025 года. Вновь спокойным Солнце станет примерно к 2030 году.
Также вероятно, что это будет довольно спокойный цикл, возможно, она даже будет ещё тише, чем все предыдущие.
24-й солнечный цикл, начавшийся в декабре 2008 года, был самым слабым солнечным циклом примерно за столетие. Хотя наша родительская звезда всё равно проявляла активность, в целом количество солнечных пятен было намного меньше среднего. Даже во время солнечного максимума в апреле 2014 года их насчитывалось значительно меньше обычного.
Это заставило некоторых учёных предположить, что сейчас мы наблюдаем некий «Великий минимум» ‒ период исключительно слабой активности, который может быть частью какого-то пока неизвестного астрономам долгосрочного цикла. Напомним, что наблюдения за пятнами и вспышками нашей звезды ведутся примерно с середины 18-го века.
Меньшая солнечная активность имеет свои плюсы. Например, она означает более благоприятную космическую погоду для космонавтов, спутников и других космических аппаратов. Тем не менее общая слабость нашей звезды вовсе не означает, что в какой-то момент оно не «взбунтуется». Даже тихое Солнце порой выделывает коленца.
Впрочем, подобные заявления учёных, скорее, не предостережение, а напоминание, что они не зря едят свой хлеб. Постоянные наблюдения за нашим светилом (и не только) позволяют обычным землянам и тем, кто планирует космические миссии, избежать многих проблем.
Например, от космической погоды зависит подготовка миссии «Артемида».
«У природы нет плохой погоды. Это мы плохо готовимся к её капризам, – говорит Джейк Бличер (Jake Bleacher), ведущий исследователь Управления по вопросам освоения космического пространства человеком и пилотируемых полётов НАСА. – Космическая погода такая какая есть. Наша работа заключается в правильной подготовке».
Ранее Вести.Ru сообщали о том, чем отсутствие солнечных пятен вредит Земле и её обитателям, а также о самых мощных вспышках на Солнце и их истинном влиянии.
