Пик солнечной активности может произойти в начале 2024 года

Недавно исследователи из Центра передового опыта в области космических наук Индии (CESSI) в IISER Kolkata обнаружили новую связь между магнитным полем Солнца и циклом солнечных пятен, которые появляются на поверхности нашей звезды. Полученные результаты могут помочь предсказать, когда наступит следующий пик максимальной активности Солнца в его 11-летнем цикле.

До этого исследования пик приходился на начало 2025 года. Теперь считается, что он может наступить в течение года, то есть уже в 2024 году, что раньше, чем предполагалось ранее.

Солнце и солнечные пятна

Наша звезда, Солнце, состоит из горячего ионизированного газа, известного как плазма. Огромные потоки плазмы и конвективные явления совместно формируют магнитные поля, которые проявляются на поверхности в виде темных пятен, известных как солнечные пятна.

Эти пятна в среднем сопоставимы с размером Земли и представляют собой области, где происходит интенсивная магнитная активность, примерно в 10 000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли. На снимках пятна кажутся темнее, чем остальная часть Солнца, на самом деле их средняя температура составляет 4000 Кельвинов. Контраст с окружающими областями, которые ярче при температуре 6000 Кельвинов, делает их гораздо менее яркими и поэтому хорошо видимыми.

Иногда нестабильность магнитных полей солнечных пятен вызывает солнечные магнитные бури, такие как вспышки или выбросы корональной массы. Эти бури высвобождают высокоэнергетическое излучение и выбрасывают в космос большое количество намагниченной плазмы. Наиболее интенсивные из этих бурь могут нанести серьезный ущерб орбитальным спутникам, электросетям и телекоммуникациям, если направлены на Землю.

Солнечные циклы

Многовековые наблюдения, ведущиеся с начала 1600-х годов, показывают, что количество солнечных пятен на Солнце периодически меняется. Примерно раз в 11 лет количество пятен и интенсивность солнечной активности достигают пика, при котором происходят наиболее сильные возмущения. Однако предсказать, когда наступит этот пик, пока сложно.

Солнечный цикл порождается механизмом динамо, приводимым в движение энергией плазменных потоков внутри Солнца. Считается, что в этом механизме участвуют главным образом две составляющие магнитного поля Солнца:

• Цикл солнечных пятен.
• Вариации крупномасштабного дипольного поля Солнца, которое очень похоже на магнитное поле Земли и простирается от одного полюса Солнца до другого.

В соответствии с циклом солнечных пятен наблюдается увеличение и уменьшение интенсивности дипольного поля Солнца, а также смена северного и южного магнитных полюсов Солнца, которая происходит каждые 11 лет.

Эффект Вальдмейера

В 1935 году швейцарский астроном Макс Вальдмайер обнаружил, что чем выше скорость нарастания цикла солнечных пятен, тем больше их сила. Более сильным циклам требуется меньше времени, чтобы достичь максимальной интенсивности.

Эта зависимость, называемая эффектом Вальдмайера, часто использовалась для предсказания силы цикла солнечных пятен на основе наблюдений за его начальной фазой.

В исследовании, проведенном в этом году, Приянш Джасвал, Читрадип Саха и Дибьенду Нанди из IISER Kolkata сообщают об обнаружении новой взаимосвязи. Скорость уменьшения дипольного магнитного поля Солнца коррелирует со скоростью увеличения текущего цикла солнечных пятен.

Открытие, полученное в результате анализа десятилетних архивов данных из многочисленных солнечных обсерваторий, дополняет эффект Вальдмайера. Благодаря ему можно с уверенностью связать два основных компонента солнечного магнитного поля. Это подтверждает теорию о том, что эволюция солнечных пятен является неотъемлемой частью процесса солнечного динамо, а не просто его симптомом.

Солнечный пик в следующем году

Ученые показали, как наблюдения за скоростью уменьшения дипольного магнитного поля Солнца могут быть полезно объединены с наблюдениями за солнечными пятнами, чтобы предсказать, когда текущий цикл достигнет пика.

Анализ показывает, что пик солнечной активности в 25-м цикле, текущем цикле Солнца, скорее всего, придется на начало 2024 года, причем погрешность в оценках может достигать сентября 2024 года.

Это открытие открывает новое окно для предсказания времени пика солнечных циклов, когда ожидается наиболее интенсивная активность и наиболее частые возмущения космической погоды.