Важные ориентиры солнечного цикла, на которые влияют изменения магнитного поля Солнца, могут предсказывать изменения погодных условий и риски для телекоммуникаций. Соответсвующее исследование провели при поддержке НАСА Национального центра атмосферных исследований.
Ученые пытались определить солнечный цикл с помощью солнечных пятен с тех пор, как человечество впервые смогло их заметить около 400 лет назад. Солнечная активность, в том числе солнечные пятна и вспышки, приливы и отливы происходят примерно каждые 11 лет, изменяя погодные условия на Земле и иногда создавая опасность для связи. Все, от фермеров до военных, выиграют, если эти сдвиги можно будет точно предсказать.
«Солнечный минимум», или период пониженной солнечной активности, традиционно использовался учеными для обозначения начала каждого цикла. Тем не менее Р. Роберт Лимон, научный сотрудник Партнерства по исследованиям гелиофизики и космической среды (PHaSER), утверждает, что структура «солнечного минимума» довольно произвольна и неточна.
Недавнее исследование, проведенное Лимоном, демонстрирует, что многие значительные изменения в течение солнечного цикла можно точно описать и предсказать, используя «солнечные часы», основанные на магнитном поле Солнца, а не на наличии или отсутствии солнечных пятен. Новый подход улучшает классический метод обнаружения солнечных пятен, предсказывая всплески опасных солнечных вспышек или изменение погодных условий на годы вперед.
Новое исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences, демонстрирует, что солнечный цикл функционирует как отдельная последовательность событий. Каждую пятую часть цикла происходят заметные, а иногда и резкие изменения. Это верно, независимо от того, насколько продолжительным на самом деле является данный цикл, который может варьироваться от нескольких месяцев до года. Лимон и его коллеги называют его «квинтовым кругом» как дань уважения любителям музыки.
Новое исследование, проведенное Лимоном и его коллегами Скоттом Макинтошем из Национального центра атмосферных исследований (NCAR) и Аланом Тайтлом из Центра передовых технологий Lockheed Martin, основано на опубликованной работе Лимона, Макинтоша и Дэниела Марша из NCAR в 2020 году. Эта статья продемонстрировала существование феномена солнечного цикла, который исследовательская группа назвала «терминатором».
Магнитное поле Солнца меняет направление каждый солнечный цикл, но между последовательными циклами есть перекрытие. «Терминатор» как раз показывает, когда полярное поле предыдущего цикла полностью исчезло с поверхности Солнца, и быстро следует резкий рост солнечной активности.
Новая статья указывает на дополнительные особенности на пути полного солнечного цикла от «терминатора» к «терминатору». Эти ориентиры более четкие и последовательные, чем использование солнечных пятен для измерения длины цикла. Например, «максимальное количество солнечных пятен не совсем соответствует моменту, когда полярное поле меняется на обратное, но изменение полярного поля происходит ровно на одну пятую цикла перехода от “терминатора” к “терминатору”», — говорит Лимон.
Через две пятых цикла темные области, называемые «полярными корональными дырами», вновь формируются на полюсах Солнца. В три пятых цикла происходит последняя X-вспышка, класс очень крупных и потенциально опасных солнечных вспышек. На четырех пятых солнечных пятен минимум, но этот ориентир менее постоянен. А затем солнце проходит еще один «терминатор», после чего солнечная активность снова быстро набирает обороты. Другие явления, такие как УФ-излучение, также прекрасно сочетаются с пятыми.
Команда выявила закономерности в данных, ежедневно собираемых двумя наземными обсерваториями. Радиоастрофизическая обсерватория Доминиона в Пентиктоне, Канада, ежедневно с 1947 года измеряет поток солнечного радиоизлучения, который служит полезным показателем солнечной активности. Солнечная обсерватория Уилкокса в Стэнфордском университете собирает ежедневные измерения магнитных полей на поверхности Солнца с 1975 года.
Новая теория солнечных часов меняет фокус с солнечных пятен на сдвиги в магнитных полях. «Это почти как симптомы и причины», — говорит Лимон. В то время как солнечные пятна являются важным симптомом, магнитное поле является основной причиной, управляющей солнечным циклом.
Читать далее:
Первые снимки подземной части Марса удивили ученых
Галактика, расположенная в 12 млрд световых лет от Земли, «свернулась» в кольцо Эйнштейна
Установка на Марсе производит кислород со скоростью среднего дерева