Нашей звезды временами меняется, и происходит это с определённой периодичностью. Эти периоды и называют солнечными циклами. За солнечные циклы отвечает магнитное поле звезды. Вращение Солнца отличается от вращения твёрдых тел. Разные области звезды обладают различными скоростями, что и определяет величину поля. И оно проявляется в солнечными пятнами. Каждый цикл характеризуется сменой полярности магнитного поля.
Известные циклы активности
Одиннадцатилетний
Этот период активности Солнца самый известный и более изученный. Также его называют законом Швабе-Вольфа, отдавая дань первооткрывателю этой периодичности светила. Название «одиннадцатилетний» несколько условно для данного цикла. Продолжительность его, например, в XVIII – XX веках колебалась от 7 до 17 лет, а в веке ХХ среднее значение составило 10,5 лет. В первые четыре года цикла происходит активное увеличение количества солнечных пятен. Также учащаются вспышки, число волокон и протуберанцев. В следующий период (около семи лет) количество пятен и активность уменьшаются. 11-летние циклы имеют различные высоты в максимумах. Их принято измерять в относительных числах Вольфа. Самым высоким индексом за всё время наблюдений отметился 19-й цикл. Его значение составило 201 единица, при минимуме около 40.
Двадцатидвухлетний
По сути, это двойной цикл Швабе. Он связывает пятна и магнитные поля звезды. Каждые 11 лет изменяется знак магнитного поля и положение магнитных полярностей групп пятен. Для возврата общего магнитного поля в начальное положение требуется два цикла Швабе, или 22 года.
Вековой
Этот цикл продолжается от 70 до 100 лет. Это модуляция одиннадцатилетних циклов. В середине прошлого века был максимум такого цикла, и следующий придётся на середину века нынешнего. Отмечена и двухвековая цикличность. В её минимумы (периоды около 200 лет) наблюдаются устойчивые ослабления солнечной активности. Они длятся десятки лет и носят название глобальных минимумов.
Также существуют циклы в 1000 и 2300 лет.
Влияние на нашу жизнь
Как считает М. Гухатхакурта, астрофизик НАСА, не только солнечные максимумы воздействуют на нашу жизнь, но и минимумы тоже. Чередование фаз изменения солнечной активности имеет свою специфику и вредные последствия. В солнечные циклы, на максимумах, обостряются риски сбоя в работе различного оборудования. Более интенсивное ультрафиолетовое облучение нагревает атмосферу, увеличивая её объём. Усиливается лобовое сопротивление, воздействующее на спутники и на МКС. Они мощнее притягиваются к Земле, и приходится корректировать их орбиты. Но от этого есть и некоторая польза: Из-за усиления притяжения космический мусор также устремляется к планете, сгорая в плотных атмосферных слоях.
В минимумы циклов интенсивность ультрафиолетового излучения падает, и от этого атмосфера охлаждается и уменьшается в объёме. Солнечный ветер ослабевает, но усиливается поток .
Опубликованы данные норвежских учёных, из которых вытекает, что люди, рождённые в год спокойного Солнца, живут дольше примерно на 5 лет. Были отслежены время рождения и смерти 8600 человек в двух населённых пунктах за период от 1676 до 1878 годов. Этот период выбрали потому, что на него существуют данные за 11-летний цикл активности Солнца. Но механизм влияния активности Солнца на продолжительность жизни пока не ясен.
С цикличностью солнечной активности тесно связаны глобальные события, происходящие на нашей планете. Самые известные эпидемии чумы, холеры, а также учащение наводнений и засух приходятся именно на максимумы активности Солнца. С этим явлением связываются и социальные потрясения. Революции и большие войны тоже укладываются в систему цикличности.
Сбои циклов
Но не всё вписывается в рамки цикличности. Солнце имеет свой характер, и иногда проявляется его своеобразие. Например, 23-й солнечный цикл должен был завершиться в 2007 – 2008 годах. Но не завершился, и чем вызван такой феномен, пока не понятно. Получается, что солнечные циклы – незакономерная закономерность нашего светила.
В 2012 году, вместо предполагаемого максимума активности, она упала ниже отметки 2011 года. Весь последний уровень солнечной активности в 4 раза ниже высших значений, известных за 260 лет наблюдений.
С середины 2006 до середины 2009 годов Солнце было в глубоком минимуме. Этот период характерен несколькими рекордами спада активности. Отмечались наименьшие показатели скорости солнечного ветра. Наблюдалось максимальное число дней без пятен. Активность вспышек упала к нулю. Из этого вытекают возможные варианты дальнейшего поведения Солнца. Если считать, что в каждом цикле звезда высвобождает определенное количество энергии, то после нескольких лет пассивности, она должна эту энергию выбросить. То есть, новый цикл должен быть очень быстрым и достичь высочайших значений.
Предельно высокие максимумы за все годы наблюдений не фиксировались. А вот исключительные минимумы отмечались. Из этого следует, что провал активности – намёк на сбой солнечных циклов.
В последнее время Солнце было необычно «тихим». Причину малоактивности раскрывает нижеприведенный график.
График числа Вольфа с 2000 до 2019 годы (красной линией показан прогноз). NOAA
Как видно из графика, в 11-летнем цикле солнечной активности произошел спад. В течение последних двух лет количество солнечных пятен сокращалось по мере перехода солнечной активности от максимума к минимуму. Уменьшение числа солнечных пятен означает, что стало меньше солнечных вспышек и корональных выбросов массы.
Фото Солнца, сделанные космической обсерваторией SOHO с 1996 года. NASA
Таким образом 24-й солнечный цикл становится самым слабым за последние 100 лет.
Что такое 11-летний цикл активности?
Одиннадцатилетний цикл, также называемый цикл Швабе или цикл Швабе-Вольфа это заметно выраженный цикл солнечной активности, длящийся примерно 11 лет. Он характеризуется довольно быстрым (примерно за 4 года) увеличением числа солнечных пятен, и затем более медленным (около 7 лет), его уменьшением. Длина цикла не равна строго 11 годам: в XVIIIXX веках его длина составляла 717 лет, а в XX веке примерно 10,5 года.
Что такое число Вольфа?
Число Вольфа это показатель солнечной активности, предложенный швейцарским астрономом Рудольфом Вольфом. Он не равен числу пятен, наблюдаемых в данный момент на Солнце, а вычисляется по формуле:
f количество наблюдаемых пятен;
g количество наблюдаемых групп пятен;
k коэффициент, выводящийся для каждого телескопа, с помощью которого проводятся наблюдения.
График среднемесячных чисел Вольфа с 1750 года. Leland McInnes | Wikipedia
Насколько спокойна обстановка на самом деле?
Широко распространенное заблуждение состоит в том, что космическая погода «замирает» и становится неинтересной для наблюдения во время низкой солнечной активности. Однако и в такие периоды происходит много любопытных явлений. Например, верхние слои атмосферы Земли разрушаются, позволяя космическому мусору накапливаться вокруг нашей планеты. Гелиосфера сжимается, в результате чего Земля становится более открытой межзвездному пространству. Галактические космические лучи проникают через внутреннюю часть Солнечной системы с относительной легкостью.
Ученые следят за ситуацией, поскольку количество солнечных пятен продолжает снижаться. По данным на 29 марта, число Вольфа равно 23.
Ниже представлен график солнечной активности, созданный небольшой группой единомышленников в рамках исследования того, как устроен мир. Взяться за это нас побудил в первую очередь Георгий Гурджиев и одна из тем, которую он затрагивал – "Солиуненсиус". Этим словом Гурджиев называл влияние периодического возрастания солнечной активности на психику широких народных масс. Если точнее, влияние не только Солнца, но и других планет, и других «солнц», но все же влияние нашего Солнца в первую очередь.
Вторым источником вдохновения стала для нас книга А.Л.Чижевского «Физические факторы исторического процесса», в которой автор сопоставляет анализ пятнообразовательной активности Солнца со значимыми историческими событиями. Большую роль в изучении этой темы сыграли также групповая работа и совместная практика Движений Гурджиева. Предлагаем вашему вниманию сам график, технические пояснения к нему и практические выводы, в которых наука и эзотерика гармонично дополняют друг друга, помогая найти ответ на извечный русский вопрос «Что делать?».
Cреднемесячная активность Солнца (monthly average Sunspot Number)
О графике
На графике представлена cреднемесячная активность Солнца, начиная с 1749 г. по настоящее время. Ось абсцисс отражает время, ось ординат – Число Вольфа.
Число Вольфа является одним из самых распространенных показателей солнечной магнитной активности и представляет собой числовой показатель количества солнечных пятен. Солнечные пятна – это темные области на Солнце, которые являются местами выхода в излучающий слой (фотосферу) сильных магнитных полей. Пятна могут располагаться одиночно и группами, в местах взаимодействия солнечных пятен противоположной полярности происходит солнечная вспышка.
Сам график является динамическим приложением, вы можете выбрать интересующий вас диапазон времени одним из следующих способов:
- C помощью слайдера, расположенного под графиком, перетаскивая ползунки и выбирая нужный диапазон.
- При помощи полей From и To в правом верхнем углу, вводя даты в формате ГГГГ-MM-ДД.
- При помощи Zoom слева вверху, выбирая определенный временной интервал 1y (1год), 11y (11 лет), All (за весь период) и т.д.
Мы предлагаем вам вспомнить значимые события российской и мировой истории и сопоставить их с данным графиком, увидев определенную закономерность.
Источник данных
Для построения графика нами использовались данные Королевской обсерватории Бельгии, находящиеся в открытом доступе. Среднемесячные данные Числа Вольфа взяты из Центра анализа данных по влиянию Солнца , который является отделом исследования физики Солнца данной обсерватории.
Исходные данные расположены в файле monssnns.dat. В данном файле первая колонка – даты, третья колонка – среднемесячное число Вольфа. Описание данных приведено там же в файле readme.txt.
Как использовать влияние Солнца
Книга А.Л.Чижевского «Физические факторы исторического процесса» вышла в свет в 1924 году, и недавно был издан репринт ее оригинального издания. Чижевский был ярким мыслителем, ученым без кавычек, многим он известен как изобретатель ионизатора воздуха, «люстры Чижевского». Помимо этого, или даже в первую очередь, он занимался космофизикой. Он жил в Калуге, городе, где небесные ворота открыты для плодотворной работы в этой области. Данная книга – это его диссертация, написанная в 1922 году, материал для которой он собирал в непростые годы революции и 1-ой мировой войны. В ней он как раз и исследует Солиуненсиус (не употребляя, разумеется, этого слова, данный термин является неологизмом Гурджиева). Искренне восхищает сотрудничество ученых того времени, ведь данные для анализа предоставили Чижевскому многие ведущие обсерватории мира, ну и, конечно, его знание всемирной истории. Тот факт, что он был свидетелем обеих русских революций и 1-ой мировой войны, только добавляет веса его выводам.
Речь идет о влиянии периодического возрастания солнечной активности на психику широких народных масс и на течение всемирно-исторического процесса. Чижевский приводит графики периодичности пятнообразовательной активности Солнца и активности народных масс, которые четко коррелируют. Он выделяет в периоде пятнообразовательной активности Солнца 4 фазы: 1) минимальная возбудимость, 2) резкое возрастание напряжения, 3) максимум напряжения и 4) постепенный спад. На одно столетие приходится в среднем 9 максимумов, то есть среднеарифметическая длина периода активности (всех четырех фаз в сумме) – 11 лет. Каждый период имеет свои особенности и может длиться чуть меньше или больше этого срока.
В фазе резкого возрастания напряжения люди наиболее подвержены пропаганде, выдвигаются «большие идеи», повышается массовая внушаемость, начинаются волнения. Войны, революции, массовые беспорядки и прочие социальные катаклизмы приходятся на фазу максимального напряжения. В фазе спада пропаганда уже не работает столь успешно, волнения затихают. Солнце как катушка индуктивности под напряжением индуцирует ток во второй катушке индуктивности – нашей нервно-психической системе . Этот «психический ток» требует разрядки, и разрядка происходит на внешнем уровне, в поиске внешней свободы. Эти две катушки индуктивности составляют трансформатор – самое время вспомнить школьные уроки физики, придав этим знаниям новое звучание.
Далее Чижевский задается вопросом: «Уж не в кабале ли мы у Солнца? Не в рабстве ли у его электромагнитных сил?» И отвечает: «Если хотите – да, но кабала наша относительна, и мы сами можем управлять работами, предназначенными нам к исполнению. Солнце не принуждает нас делать то-то и то-то, но оно заставляет нас делать что-нибудь . Но человечество идет по пути наименьшего сопротивления и погружает себя в океаны собственной крови.»
Солнце не принуждает нас делать что-то конкретное: идти на митинг за тех или за этих, читать-смотреть-обсуждать то, что навязывают сми и соцсети, или записываться в добровольцы, – но оно все же заставляет нас «что-нибудь делать». Если человек пробужден, он осознает наличие выбора . Трансформатор может быть и понижающим, и повышающим, и мы сами выбираем его настройку.
В качестве альтернативы внешней трансформации Гурджиев предлагает выбрать трансформацию внутреннюю, использовать психический ток, наводимый Солнцем, на Работу над собой, на развитие собственного сознания . Гурджиев говорит, что Солиуненсиус – это космофизическое влияние, которое может существенно помочь в Работе, послужить своего рода ускорителем, если энергия эта будет распознана и действительно направлена внутрь, а не наружу.
Те, кто способны видеть, должны использовать эти силы для ускорения процесса своего собственного развития и сами стать каналами для позитивной передачи этих сил .
Из графика видно, что очередной пик солнечной активности приходится на настоящее время.
Проверьте настройку вашего трансформатора!
Целых одиннадцать дней на Солнце, вопреки известной поговорке, нет ни одного пятна. Это значит, что наша звезда вступает в период минимальной активности и в течение ближайшего года магнитные бури и рентгеновские вспышки станут редкостью. О том, что происходит с Солнцем, когда его активность вновь возрастет и чем объясняются эти спады и подъемы, мы попросили рассказать сотрудника Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН, доктора физико-математических наук Сергея Богачева.
Сегодня на Солнце пятен нет
Среднемесячное число Вольфа на Солнце - индекс, которым ученые измеряют число солнечных пятен - за первые три месяца 2018 года опустилось ниже значения 10. До этого в 2017 году оно держалось на уровне 10–40, в еще годом ранее в отдельные месяцы достигало 60. Одновременно на Солнце почти перестали происходить солнечные вспышки, а вместе с ними к нулю стремится и число магнитных бурь на Земле. Все это свидетельствует о том, что наша звезда уверенно движется в сторону очередного минимума солнечной активности - состояния, в котором она оказывается приблизительно каждые 11 лет.
Само понятие солнечного цикла (а под ним понимается как раз периодическая смена максимумов и минимумов солнечной активности) является фундаментальным для физики Солнца. Вот уже более 260 лет, с 1749 года, ученые в ежедневном режиме следят за Солнцем и аккуратно записывают положение солнечных пятен и, конечно же, их число. И, соответственно, вот уже более 260 лет на этих кривых наблюдаются периодические изменения, чем-то похожие на биение пульса.
Каждому такому «удару солнечного сердца» присваивают номер, и всего с момента начала наблюдений таких ударов наблюдалось 24. Соответственно, именно столько солнечных циклов пока знакомо человечеству. Сколько же их было всего, существуют ли они все время, пока существует Солнце, или появляются эпизодически, меняется ли их амплитуда и продолжительность и какую длительность, например, имел солнечный цикл во времена динозавров - на все эти вопросы ответа нет, равно как на вопрос, характерен ли цикл активности для всех звезд солнечного типа или существует лишь на некоторых из них, и если существует, то будут ли две звезды с одинаковым радиусом и массой иметь одинаковый период цикла. Мы не знаем и этого.
Таким образоом, солнечный цикл относится к наиболее интересным солнечным тайнам, и хотя мы достаточно много знаем о его природе, все же многие фундаментальные его основы для нас все еще являются загадкой.
График солнечной активности, измеренной по числу пятен на Солнце, за всю историю наблюдений
Солнечный цикл тесно связан с наличием у Солнца так называемого тороидального магнитного поля. В отличие от земного магнитного поля, имеющего вид магнита c двумя полюсами - север и юг, линии которого направлены сверху вниз, на Солнце есть особый вид поля, который отсутствует (или неразличим) на Земле - это два магнитных кольца с горизонтальными линиями, которые опоясывают Солнце. Одно располагается в северном полушарии Солнца, а второе в южном, примерно симметрично, то есть на таком же расстоянии от экватора.
Основные линии тороидального поля лежат под поверхностью Солнца, но часть линий может всплывать на поверхность. Именно в этих местах, где магнитные трубки тороидального поля пробивают солнечную поверхность, и возникают солнечные пятна. Таким образом, число пятен в некотором смысле отражает мощность (или более точно - поток) тороидального магнитного поля на Солнце. Чем сильнее это поле, тем крупнее пятна, тем больше их число.
Соответственно, из того, что раз в 11 лет пятна на Солнце исчезают, можно сделать предположение, что раз в 11 лет на Солнце исчезает тороидальное поле. Да, так оно и есть. И собственно это - периодическое появление и исчезновение солнечного тороидального поля с периодом 11 лет - и является причиной солнечного цикла. Пятна же и их число лишь являются косвенными признаками этого процесса.
Почему же солнечный цикл измеряется по числу пятен, а не по силе магнитного поля? Ну, хотя бы потому, что в 1749 году магнитное поле на Солнце наблюдать, конечно, не могли. Магнитное поле Солнца было обнаружено лишь в начале XX века американским астрономом Джорджем Хейлом, изобретателем спектрогелиографа - прибора, способного с высокой точностью измерять профили линий солнечного спектра, и в том числе наблюдать их расщепление под действием эффекта Зеемана. Собственно, это было не только первое измерение поля Солнца, а вообще первое обнаружение магнитного поля у внеземного объекта. Так что астрономам XVIII-XIX веков только и оставалось, что наблюдать солнечные пятна, и у них не было никакой возможности даже догадаться об их связи с магнитным полем.
Но почему тогда пятна продолжают считать в наши дни, когда развита многоволновая астрономия, в том числе наблюдения из космоса, которые, конечно, дают много более точную информацию о солнечном цикле, чем простой подсчет числа Вольфа? Причина очень проста. Какой бы современный параметр цикла вы ни измерили и как бы точен он ни был, эту цифру нельзя будет сравнить с данными XVIII, XIX, да и большей частью XX века. Вы просто не поймете, насколько сильным или слабым является ваш цикл.
Последний цикл солнечной активности
SILSO data/image, Royal Observatory of Belgium, Brussels
Единственный способ такого сравнения - это посчитать число пятен, причем точно тем же методом и по точно той же формуле, что и 200 лет назад. Хотя возможно, что лет через 500, когда будут накоплены значительные ряды новых данных о числе вспышек, о потоках радиоизлучения, ряд чисел пятен окончательно утратит актуальность и сохранится лишь как часть истории астрономии. Пока же это не так.
Знание природы солнечного цикла позволяет делать некоторые предсказания о числе и расположении пятен на Солнце и даже точно определить момент, когда начинается новый солнечный цикл. Последнее утверждение может показаться сомнительным, так как в ситуации, когда число пятен снизилось почти до нуля, кажется невозможным уверенно утверждать, что пятно, которое было вчера, относилось к предыдущему циклу, а пятно сегодня - уже часть нового цикла. Тем не менее такой способ есть, и он связан именно со знанием природы цикла.
Так как солнечные пятна возникают в тех местах, где поверхность Солнца пробивают линии тороидального магнитного поля, то каждому пятну можно присвоить некую магнитную полярность - просто по направлению магнитного поля. Пятно может быть «северным» или «южным». Более того, так как трубка магнитного поля должна пробивать поверхность Солнца в двух местах, то и пятна должны преимущественно образовываться парами. При этом пятно, образовавшееся в месте, где линии тороидального поля выходят из поверхности, будет иметь северную полярность, а парное ему пятно, образовавшееся там, где линии уходят обратно - южную.
Поскольку тороидальное поле опоясывает Солнце как кольцо и направлено горизонтально, то и пары пятен ориентированы на диске Солнца преимущественно горизонтально, то есть располагаются на одной широте, но одно впереди другого. А так как направление линий поля во всех пятнах будет одинаковое (они ведь образованы одним магнитным кольцом), то и полярности всех пятен будут ориентированы одинаково. Например, первое, ведущее, пятно во всех парах будет северным, а второе, отстающее, южным.
Структура магнитных полей в районе солнечных пятен
Такой шаблон будет поддерживаться все время, пока существует данное кольцо поля, то есть все 11 лет. В другом же полушарии Солнца, где располагается симметричное второе кольцо поля, полярности также будут сохраняться все 11 лет, но иметь обратную направленность - первые пятна будут наоборот южными, а вторые - северными.
Что же происходит, когда меняется солнечный цикл? А происходит достаточно удивительная вещь, называемая переполюсовкой. Северный и южный магнитные полюса Солнца меняются местами, а вместе с ними меняется и направление тороидального магнитного поля. Сначала это поле проходит через ноль, это-то и называется солнечным минимумом, а затем начинает восстанавливаться, но уже с другим направлением. Если в предыдущем цикле передние пятна в каком-то полушарии Солнца имели северную полярность, то в новом цикле они уже будут иметь южную. Это и позволяет отличить друг от друга пятна соседних циклов и уверенно зафиксировать момент, когда начинается новый цикл.
Если же возвратиться к событиям на Солнце прямо сейчас, то мы наблюдаем процесс умирания тороидального поля 24-го солнечного цикла. Остатки этого поля все еще существуют под поверхностью и даже иногда всплывают наверх (в эти дни мы видим отдельные слабые пятна), но в целом это последние следы умирающего «солнечного лета», как отдельные последние теплые дни в ноябре. Несомненно, что уже в ближайшие месяцы это поле окончательно умрет и солнечный цикл достигнет очередного минимума.