Учёные встревожены неожиданной агрессией Солнца

До сих пор считалось, что наша звезда пока только приближается к очередному пику своей активности, но реальная ситуация показывает, что он уже практически наступил и оказался гораздо интенсивнее, чем прогнозировалось.

27 сентября 2023, 01:44

В чём причина магнитных бурь. Обложка © Shutterstock

Если вы уверены, что вам как-то не очень хорошо именно из-за пресловутых магнитных бурь, то вот как выглядит причина вашего плохого самочувствия. Это так называемый корональный выброс массы — огромное количество солнечной плазмы вырвалось из солнечной короны. Эти заряженные солнечные частицы несутся со скоростью вплоть до полутора тысяч километров в секунду и, если выброс был именно в сторону Земли, спустя сутки-двое достигают нас. Разумеется, магнитное поле планеты и её атмосфера выдерживают большую часть этого удара, но всё равно какая-то часть радиации проникает на поверхность. Почему это происходит: над поверхностью Солнца поднимаются дуги солнечного магнитного поля, которое в последнее время начинает особенно бушевать. И эти изогнутые магнитные линии иногда вместе с собой поднимают плазму.

Солнечный корональный выброс массы. © Giphy

Гелиофизики, как известно, уже давно замечают, что поведение Солнца циклично, а самый отчётливый из его циклов тот, что длится ориентировочно 11 лет. За этот срок магнитная активность нашей звезды усиливается и спадает, и при этом к концу цикла магнитные полюса меняются местами. А когда за следующие 11 лет это повторяется, магнитные полюса занимают те же места, какие занимали 22 года назад, то есть приходят на круги своя. Поэтому гелиофизики считают, что полноценный основной солнечный цикл всё же длится 22 года. Но поскольку самый явный признак солнечной изменчивости становится очевиден каждые 11 лет, то учёные и отмечают в своих "дневниках наблюдений" именно 11-летние циклы.

И этот самый явный признак — количество солнечных пятен. Эти пятна — не что иное, как места поднятия над поверхностью силовых магнитных линий Солнца. Сначала, когда светило ещё ведёт себя тихо, они возникают в более высоких широтах, потом постепенно двигаются к экватору. И в момент солнечного максимума — пика активности — их больше всего. И как раз по их количеству и расположению в основном и принято высчитывать и прогнозировать, когда же нам ждать следующий солнечный пик.

Солнечные пятна. © Giphy

Учёные уже записали в своих "дневниках наблюдений" 25 11-летних циклов, как раз сейчас идёт 25-й. Начало его отметили в 2019 году и по солнечным пятнам подсчитали, что пик будет примерно летом 2025 года. При этом был озвучен прогноз, что на пике максимальное количество пятен составит где-то 115. Меж тем в реальности мы уже в июле 2023 года наблюдали не 115 и не 120, а все 159 пятен на Солнце. В последний раз оно проявляло такую активность два десятка лет назад. Поэтому и пришлось признать, что чего-то явно не учли.

Так вот, оказывается, что помимо пятен есть ещё некоторые очень интересные особенности солнечного "поведения", которые лишь в последние десятилетия стали замечать благодаря современной технике и которые несколько меняют ситуацию с отслеживанием солнечных циклов. На звезде периодически появляются светлые и яркие "точки". Каждая такая "точка" имеет в среднем около 675 километров в диаметре и светит примерно на треть ярче остальной окружающей плазмы. В отличие от пятен, которые порой сохраняются и пару недель, яркая точка угасает в основном меньше чем за минуту. Некоторые перед этим распадаются надвое, сливаются с другими и так далее. Эти точки — места особенно мощного ультрафиолетового излучения. И их бывает довольно много. К примеру, в рамках одного исследования пронаблюдали 170 штук.

Отслеживают "яркие точки" на Солнце уже последние лет 20 и обнаружили, что их эволюция как раз и охватывает не один, а два 11-летних цикла, то есть это то, что объединяет их в один 22-летний период. Схема такая: в начале первого из двух "полуциклов" они, как и пятна, возникают где-то в средних солнечных широтах и тоже начинают смещаться к экватору. Но их путь длится не только до солнечного максимума, а продолжается и после него в спокойное время. И лишь к концу второго цикла это ультрафиолетовое "искрение" на экваторе исчезает. А вскоре снова появляется опять в средних широтах, тогда 22-летняя история начинается снова.

Гелиофизики объясняют, что это проявления "жизни" тех магнитных полей, которые работают в недрах Солнца и опоясывают его горизонтально в виде неких "бубликов" — торов. Они называются тороидальными магнитными полями. Видимо, эти внутренние "бублики" действительно подчиняются именно законам 22-летнего цикла. К примеру, вот так их показали на этом видео. Может быть, именно "бублики" не особенно явно прослеживаются, но то, что внутри Солнца магнитные линии горизонтальные, достаточно понятно.

Иллюстрация механизма работы солнечного динамо.

Но дело в том, что, если судить по тем светлым точкам, получается не совсем та картина, что с пятнами. Гелиофизики попробовали сделать прогноз предстоящего солнечного максимума на основе этих ярких маленьких вспышек, и получилось, что пик должен быть вовсе не в 2025 году, а в начале 2024-го. То есть мы практически уже до кульминации добрались.

Более того, как говорят учёные, между магнитными полями завершающегося и уже нового цикла идёт такое особое взаимодействие, что по ультрафиолетовым бликам на исходе цикла можно предсказывать, настолько суровым будет следующий солнечный максимум. Когда они исчезают, это называют "терминатором", "событием терминатора". Так вот, прошлый такой "терминатор" был в 2021 году. Учёные его проанализировали уже, как говорится, задним числом и составили прогноз. Вышло, что на самом деле на надвигающемся пике активности Солнца на нём должно быть не 115, а 184 тёмных пятна. То есть ультрафиолетовые "искры" предупреждали, что в следующий раз Солнце будет заметно злее. Его магнитные линии будут ещё более угрожающе выходить наружу. Собственно, уже выходят. Отсюда вспышки излучения, выбросы плазмы и наша головная боль вместе с риском отказа электроники на спутниках, да и на Земле.