С тех пор как был открыт 11-летний цикл солнечной активности, прошло почти два века. За это время ученые неоднократно старались предсказать интенсивность предстоящего максимума — и терпели неудачу. Солнечный максимум был то едва заметным, как в 1805 г., то чрезвычайно мощным, как в 1958 г., не подчиняясь никакой очевидной закономерности. О долгожданном прорыве в понимании цикла солнечной активности объявили специалисты Национального центра атмосферных исследований США: «Мы впервые смогли предсказать мощность очередного цикла, опираясь не на статистику, а на физическую модель», — заявил руководитель группы М.Дикпати (M.Dikpati).
Несколько лет назад Дикпати осознал, что ключ к загадке заключен в солнечном «конвейерном течении». На Земле похожий глобальный конвейер переносит воду и тепло из океана в океан. На Солнце конвейерное течение представляет собой поток не воды, а электропроводящего газа. Такое течение переносит солнечное вещество по направлению от экватора к полюсам со скоростью около 1 м/с, затем оно опускается ко дну конвективной зоны на глубину 200 тыс. км и течет обратно к экватору; на экваторе оно поднимается, замыкая круг. Эта картина была воссоздана по данным гелиосейсмологии. Именно солнечное конвейерное течение управляет «погодой» на Солнце, точнее, циклом солнечных пятен.
Солнечные пятна — сгустки магнитных силовых линий, генерируемых внутренним солнечным динамо. Обычно солнечное пятно живет несколько недель и распадается, оставляя после себя остаток в виде слабых магнитных полей. Верхняя часть конвейерного течения скользит по поверхности Солнца, сметая магнитные поля старых солнечных пятен. На полюсах их остатки погружаются на глубину 200 тыс. км и вытягиваются дифференциальным вращением. В процессе растяжения поля усиливаются, черпая энергию из вращения Солнца. Усиление магнитного поля повышает подвижность остатков, и они всплывают к поверхности в виде новых пятен — зародышей очередного солнечного цикла.
Все это происходит очень медленно. Такому конвейерному течению для завершения полного цикла в среднем требуется около 40 лет, но период варьирует в широких пределах — от 30 до 50 лет. Если скорость течения велика, то оно сметает много магнитных полей и очередной цикл солнечной активности оказывается более интенсивным. Этот факт и составляет основу предсказания. В 1986—1996 гг. течение двигалось быстрее обычного, поэтому в 2010—2011 г. мы можем ожидать особенно крупных солнечных пятен.
С помощью новой модели ученые успешно воспроизвели «хронометраж» и интенсивность последних восьми солнечных циклов и потому уверены в предсказании. Они считают, что предстоящий цикл, 24-й по счету за время научных наблюдений Солнца, будет на 30—50% сильнее, чем только что закончившийся. Солнечные пятна покроют более 2.5% видимой поверхности Солнца. Всплеск солнечной активности, вероятно, сравнится с историческим солнечным максимумом 1958 г., когда полярное сияние трижды наблюдалось над Мексикой. Следует учесть, что за прошедшие годы существенно усилилась наша зависимость от электроники — это сотовые телефоны, GPS, метеоспутники и многие другие современные приборы, которые могут пострадать от солнечной активности.
У новой модели есть еще одно предсказание, проверить которое можно будет уже очень скоро. Помимо интенсивности цикла, авторы работы рассчитали и время его начала: оказалось, он наступит на 6—12 мес позже обычного. Пик последнего цикла пришелся на 2001—2002 гг., а сейчас мы находимся вблизи минимума. Согласно прогнозу, первые пятна нового цикла появятся не раньше конца 2007 г. или начала 2008 г. Прогноз же, основанный исключительно на статистическом анализе последних наблюдений, говорит, что новый цикл начнется в конце 2006 г. или в начале 2007 г. Его автор Д.Хатэвей (D.Hathaway; Центр космических полетов им.Маршалла, США) не оспаривает предсказанную высокую интенсивность максимума, но напоминает, что предыдущие периоды особенно сильной активности Солнца всегда начинались «с опережением графика». Если предсказание Дикпати и его коллег о позднем начале цикла сбудется, это станет убедительным доказательством того, что основной физический процесс солнечного цикла описан ими правильно.
Geophysical Research Letters.
2006. V.33. № 5. P.L05102 (США).
2006. V.33. № 5. P.L05102 (США).
