Астрономія
Астрономія

Новий сонячний цикл може бути одним з найбільш активним за увесь час спостережень

На противагу офіційному прогнозу, вчені Національного центру атмосферних досліджень США передбачають, що 25 сонячний цикл буде одним з найбільш активних за усю історію спостережень. Про це вони пишуть у журналі Solar Physics. Свій прогноз вони будують на основі даних про кількість сонячних плям на протязі 270 років. Це дозволило виділити взаємозв’язок між 11-річними та 22-річними циклами сонячної активності.

Bryan Jones / flickr

Bryan Jones / flickr

Які цикли переживає Сонце?

Темні утворення на поверхні нашої зірки, як називаються сонячними плямами, пов’язані із магнітною активністю Сонця. Періодична зміна кількості цих плям привернула увагу сотень дослідників. У XIX столітті німецький астроном Швабе відкрив 11-річні цикли сонячної активності, на початку яких кількість сонячних плям швидко зростає, а потім поступово зменшується. Окрім того, виявилося, що впродовж цих циклів загальне магнітне поле Сонця змінює свої знаки. Якщо на початку циклу магнітні поля біля одного з полюсів мають позитивний знак, а біля іншого негативний, то в кінці циклу вони займають протилежне значення. Таким чином, необхідно 22 роки, щоб загальне магнітне поле Сонця повернулося до попереднього стану. Такі цикли, що по суті є подвоєними циклами Швабе, називаються циклами Гейла.

У грудні 2019 року розпочався 25 сонячний 11-річний цикл, його пік очікується не раніше 2023 року та не пізніше 2026. На спеціальній панелі за участі експертів NASA та Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США зазначалося, що новий цикл буде схожим на попередній та матиме помірну активність, а під час його піку кількість сонячних плям складатиме від 96 до 130.

Як прогнозують цикли сонячної активності?

На піку своєї активності Сонце може створювати викиди корональної маси та спалахи, що впливатимуть на електроніку на Землі. Саме тому вчені прагнуть передбачити, яким буде новий цикл. Велика кількість методів здатна пояснити часові рамки, форму та амплітуду циклів сонячних плям, однак прогнозування цих особливостей заздалегідь усе ще залишається складним завданням. Впродовж останніх кількох десятиліть вчені створюють спеціальні комісії, щоб надати прогнози щодо наступного циклу. Проте, як зазначають автори нового дослідження, суперечливі припущення, пов'язані з механізмом сонячного динамо, та різні техніки, які для цього використовуються, дають занадто широкий діапазон можливих результатів. Втім, варто зазначити, що метод, який використовує вимірювання полярного магнітного поля Сонця на початку циклу для його прогнозування, виявився точним для попереднього, 24 сонячного циклу.

Яке дослідження провели вчені?

Новий метод, на відміну від офіційних прогнозів, передбачає, що 25 сонячний цикл може бути одним із найсильніших циклів, які коли-небудь спостерігались, та безумовно буде сильнішим за попередній. Для свого прогнозу вчені вивчили дані щодо щомісячних чисел сонячних плям впродовж більш ніж 270 років та ідентифікували так звані «термінатори», що означають одночасно і кінець попереднього 11-річного циклу сонячних плям, і закінчення 22-річного циклу магнітної активності.

Зліва: протилежно заряджені магнітні смуги, представлені червоним і синім кольорами, спускаються до екватора протягом 22-річного періоду. Зустрівшись на екваторі, вони знищують одне одного. Справа: Чорним на анімації виділена загальна кількість сонячних плям, червоним та синім показані плями з північної та південної півкуль відповідно. Scott McIntosh / Solar Physics

Зліва: протилежно заряджені магнітні смуги, представлені червоним і синім кольорами, спускаються до екватора протягом 22-річного періоду. Зустрівшись на екваторі, вони знищують одне одного. Справа: Чорним на анімації виділена загальна кількість сонячних плям, червоним та синім показані плями з північної та південної півкуль відповідно. Scott McIntosh / Solar Physics

Смуги магнітних полів спускаються від високих широт Сонця до екватора приблизно за 22 роки. Коли вони перетинають середні широти, кількість сонячних плям зростає. Коли вони зустрічаються біля екватора, то взаємно знищують одна одну, що і призводить до події термінатора. Поки один набір протилежно заряджених смуг магнітних полів знаходиться приблизно на половині шляху міграції до екватора, другий набір з’являється у високих широтах і також починає рухатися. Хоча ці смуги з’являються у високих широтах кожні 11 років, іноді вони уповільнюються, перетинаючи середні широти, що, можливо, послаблює силу майбутнього сонячного циклу. Уповільнення продовжує поточний сонячний цикл, подія термінатора стається пізніше. Через це під час наступного циклу з’являється менше сонячних плям.

Таким чином, чим довший час між термінаторами, тим слабший наступний цикл, і навпаки. Так як попередній, 24 цикл був коротким, вчені передбачають, що наступний буде набагато сильнішим.