Солнечный цикл

Солнечная система > Солнце > Солнечный цикл

Солнечный цикл – это комплекс разного рода явлений, которые происходят в солнечной атмосфере и охватывают относительно большие области, в поперечнике более нескольких тысячи километров, и отличаются довольно большими изменениями со временем физических свойств соответствующих слоев атмосферы Солнца. Солнечная активность является совокупностью физических явлений, которые сопровождаются изменением разных параметров солнечной деятельности и фиксируются при помощи самых разных средств наблюдения.

Особенность активности Солнца заключается в наличие в ней циклов, прежде всего одиннадцатилетних, хотя в общем отмечают их очень широкий спектр – начиная от нескольких минут и заканчивая многими столетиями. За многие годы изменений активности Солнца обнаруживают 11-летнюю цикличность, хотя существуют и отклонения от средней длительности цикла. К примеру, продолжительность последних 15 циклов колебалась от 7 до 17 лет. Сейчас в качестве достоверно установленных называют 11-летний, 22-летний (или двойной), 30 – 40-летний (или брикнеровский), 80 – 90-летний (вековой), 500-летний и 1800 – 1900-летний циклы активности Солнца.

В 1610 году Галилео Галилей стал первым человек в Европе, кто начать наблюдать за Солнцем при помощи своего телескопа и положил тем самым начало регулярным наблюдениям за солнечными циклами и солнечными пятнами, продолжающимся, таким образом, уже более четырехсот лет. Через 130 лет, в 1749 г., одной из самых старых европейских обсерваторий, расположенной в городе Цюрих (Швейцария), были начаты каждодневные наблюдения за пятнами. Изначально их просто подсчитывали и зарисовывали, а позже уже начали получать фото поверхности Солнца. К настоящему времени огромное количество солнечных станций постоянно проводят наблюдение и регистрацию всех изменений на солнечной поверхности.

Зачастую, цикл Солнца определяют по количеству солнечных пятен на фотосфере, основной характеристикой которого является специальный индекс, называемый числом Вольфа. Чтобы подсчитать данный индекс необходимо выполнить несколько операций. Сначала нужно подсчитать количество группы солнечных пятен, потом умножить это число на 10 и прибавить к нему количество отдельных пятен. Число 10 – это коэффициент, который примерно соответствует среднему количеству пятен в рамках одной группы; подобный алгоритм дает возможность достаточно точно установить количество пятен на Солнце даже в случаях, когда неблагоприятные условия наблюдений препятствуют прямому подсчету всех малых пятен. Если проанализировать результаты подобных подсчетов за большой отрезок времени (с 1749 года), то станет понятно, что количество солнечных пятен периодически изменяется, формируя тем самым цикл солнечной активности, период которого составляет примерно 11 лет.

Стоит отметить, что сейчас существует минимум 2 организации, осуществляющие наблюдения за солнечным циклом и подсчет количества пятен на Солнце независимо друг от друга. Первая организация – это бельгийская Sunspot Index Data Center, в которой определяют т.н. международное количество пятен на Солнце (International Sunspot Number). Помимо того, подсчетом количества солнечных пятен занимается также и US National Oceanic and Atmospheric Administration. Количество определенных данной организацией пятен носит название NOAA sunspot number.

Одни из самых первых наблюдений за солнечными пятнами в конце 17-го века показали, что в то время Солнце проходило сквозь период необычайно малой активности. Согласно мнению экспертов, данный период длился с 1645 по 1715 год. Наблюдения того времени осуществлялись не настолько подробно, как современные, но, несмотря на это, факт прохождения цикла солнечной активности сквозь предельно глубокий минимум принято считать достоверно установленным. Данный период соответствует уникальному климатическому этапу в истории планеты, который называют «малым ледниковым периодом». Одна из главных особенностей данного периода заключается в замерзании рек в низких широтах и необычайно долгий, зачастую круглогодичный, снежный покров территорий с умеренным климатом. Ученые не исключают, что аналогичные, или даже более длительные, периоды предельно низкой солнечной активности могли происходить и в далеком прошлом, сильно повлияв тем самым на климат Земли в различные геологические и исторические эпохи.

В 1874 году наблюдения за солнечными пятнами на звезде начались в Англии в Королевской Обсерватории Гринвича. В данных наблюдениях учитывалось не только число пятен, но и определялись их размеры, а также положение на солнечном диске. Эта информация позволила установить, что пятна на солнечной поверхности распределяются неравномерно, а возникают, в основном, в пределах двух поясов, один из которых находится к северу, а другой к югу от экватора Солнца. Расстояние между этими поясами возникновения пятен изменяется в зависимости от солнечного цикла. В самом начале цикла пятна возникают на высоких широтах, т. е. на большом расстоянии от солнечного экватора, а затем пояса образования солнечных пятен начинают постепенно сближаться и к концу цикла они уже практически соприкасаются с экватором. Построив зависимость расположения солнечных пятен на диске от времени, можно получить известную диаграмму, которая похожа на крылья бабочки и которую называют «диаграмма - бабочка». Пятна на Солнце являются областями крайне сильного магнитного поля, что позволяет построить похожую диаграмму опираясь на данные наблюдений за солнечными магнитными полями.

---