Безоблачным утром 1 сентября 1859 года 33

ЧТО ЦИКЛ ГРЯДУЩИЙ НАМ ГОТОВИТ?
А.И. ХЛЫСТОВ, В.А. ХЛЫСТОВА
Журнал «Дельфис» 2012, № 1 (69).
В 2008 году Национальная академия наук США опубликовала знаковый отчет под
названием "Серьезные события Космической погоды - социальные и экономические
последствия." В нем отмечалось, что вследствие широкого использования в повседневной
жизни современного общества различных систем и приборов на основе высоких
технологий, многократно возросла зависимость людей 21-ого столетия от космической
погоды. Умные энергосистемы, GPS- навигация, компьютеры, обслуживающие
Министерство обороны, правительственную связь, банки и разнообразные финансовые
услуги, метеорологические спутники, спутники связи и телевизионного вещания - все это
может быть одновременно выведено из строя одной мощной солнечной вспышкой.
Академия предупредила, что супервспышка класса Кэррингтона способна нанести в
двадцать раз больше экономического ущерба чем ураган Катрина.
Еще в середине 20-го века было установлено, что после мощных вспышек
увеличивается число инфарктов и инсультов, возрастает количество аварий на всех видах
транспорта из-за «человеческого фактора», резко подскакивает число убийств и
самоубийств. В бурной форме разрешаются конфликтные ситуации в больших
коллективах людей, в частности, в школьных коллективах. Все это объясняется
комплексным воздействием вспышек на высшую нервную деятельность человека.
Вспышку на Солнце нельзя предотвратить, однако ее последствия можно в
значительной степени смягчить, если знать момент ее наступления. Профилактические
меры для людей – своевременный прием лекарств, предписанных лечащим врачем.
Временное отключение трансформаторов и компьютеров, перевод аппаратуры спутников
в безопасную моду - таким образом можно защитить их от повреждения наведенными
токами. Однако такие превентивные меры требуют точного прогноза, что сейчас пока еще
нереально. "Прогноз космической погоды находится все еще в младенческом состоянии,
но мы делаем быстрые успехи," говорит Томас Богдан, директор Центра Предсказания
Космической погоды NOAA в Болдере, Колорадо.
В предлагаемой статье кандидата физ.-мат. наук, старшего научного сотрудника
ГАИШ МГУ Хлыстова А.И. и учителя физики и астрономии ГОУ ВСШ № 226 ЗАО г.
Москвы Хлыстовой В.А. рассматривается вопрос о связи солнечных вспышек с
циклической активностью Солнца, дается прогноз нового 24-го цикла по оригинальной
методике и предсказываются моменты появления супервспышек типа события
Кэррингтона.
Безоблачным утром 1 сентября 1859 года 33-летний Ричард
Кэррингтон, известный английский исследователь Солнца, в своей
частной обсерватории как обычно зарисовывал солнечные пятна,
спроектированные на белый экран небольшим телескопом. Внезапно, в
протяженной группе пятен ослепительно белым светом вспыхнули как бы
две блестящие бусинки, которые стали быстро разрастаться (рис. 1).
Опытный наблюдатель, Р. Кэррингтон сразу понял, что он стал свидетелем
чего-то беспрецедентного. Как написал он позже, будучи крайне
1
взволнованным этим событием, он поспешил позвать кого-либо в
свидетели, однако, вернувшись буквально через минуту, он и его
помощник застали уже очень ослабевшее свечение, которое на их глазах
быстро угасло. Этот необычный процесс, продолжавшийся всего лишь
пять минут, вошел в историю астрономии как первое наблюдение очень
мощной солнечной вспышки.
Рис. 1. Двухленточная (А и В) вспышка в белом свете, наблюденная
Р. Кэррингтоном 1 сентября 1859 года.
Начиная с раннего утра следующего дня стали поступать сообщения
о наблюдениях необычно интенсивных полярных сияний, которые были
настолько ярки, что люди могли свободно читать газету, как будто это был
дневной свет. Необычным было также то, что полярные сияния были
видны не только в приполярных областях, как обычно, но и намного
южнее, вплоть до экватора – в таких местах, как Куба, Багамы, Гавайи и
Сальвадор в Центральной Америке. Но самое главное, чем запомнилось
это "событие Кэррингтона" – серьезные сбои в работе телеграфа,
затронувшие Европу и США спустя 17 час. 40 мин. после вспышки. В тех
местах, где полярные сияния были наиболее интенсивны, из телеграфных
аппаратов летели искры, поджигавшие бумажные ленты и сами аппараты.
Даже после отсоединения аппаратов от источников питания, искрение не
прекращалось. Уже позднее стало понятно, что в результате мощной
магнитной бури, вызванной вспышкой на Солнце (которую как раз и
наблюдал Р. Кэррингтон), в телеграфных линиях, соединяющих
удаленные станции друг с другом, возникали сильные наведенные
электрические токи, что и приводило к искрению аппаратов и выходу их
из строя. "Событие Кэррингтона" 1 - 2 сентября 1859 года - первая
документально зафиксированная на Земле техногенная катастрофа
глобального масштаба, вызванная солнечной вспышкой. В наше время
похожие, но по счастью менее масштабные события, наблюдались
неоднократно. Так, 4 августа 1972 года, после вспышки на Солнце вышла
2
из строя телефонная линия компании Белл Телефон, связывающая Чикаго
и Сан-Франциско. Похожая вспышка 13 Марта 1989 года вызвала
геомагнитную бурю, наведенные токи от которой парализовали работу
гидростанции в Квебеке (Канада), вследствие чего передача
электроэнергии многочисленным потребителям прекратилась, и 6
миллионов людей в Канаде и на севере США оставались без света в
течение 9 часов. Всего же в энергетической системе США эта вспышка
вызвала около 200 различных происшествий, включая расплавление
обмотки силового трансформатора на атомной электростанции в НьюДжерси. К счастью, этот инцидент не привел к таким серьезным
последствиям, как на АЭС Фукусима-1. В мае 1998 года солнечная
вспышка повредила в Соединенных Штатах банкоматы и 80 % всех
пейджеров. В декабре 2005 года солнечная вспышка вывела из строя
систему навигации GPS примерно на 10 минут. Можно быть уверенным,
что эти 10 минут не показались пустяком для тех людей, которые в этот
момент находились на борту авиалайнеров, производивших посадку в
автоматическом режиме под управлением навигационной системы. В
общей сложности, с середины 20-го века по настоящее время было
зафиксировано около 40 серьезных случаев воздействия солнечных
вспышек на технические системы, но к счастью, ни в одном из этих
случаев не произошло катастрофы глобального масштаба. Следует
отметить, что в течение этого периода на Солнце наблюдалось около 500
мощных вспышек, способных нарушить функционирование
разнообразных современных технических систем, однако они не оказали
заметного влияния на Землю. Используя современную научную
терминологию, можно сказать, что эти вспышки оказались не
«геоэффективными». Чтобы прояснить смысл этого термина, обратимся к
рис. 2, на котором схематично представлена картина так называемой
секторной структуры межпланетного магнитного поля.
3
Рис. 2. Секторная структура межпланетного магнитного поля
Как показали наблюдения с бортов ИСЗ и межпланетных станций,
вследствие осевого вращения Солнца уходящие из его короны заряженные
частицы вытягивают крупномасштабное магнитное поле в спирали,
называемые спиралями Архимеда. Выброшенное во время мощных
вспышек ионизованное вещество движется не радиально, а тоже примерно
по одной из таких спиралей. Отсюда следует, что если вспышка
произошла в центре диска Солнца (то есть, прямо напротив Земли) или в
левой части солнечного диска (восточная полусфера), выброшенная ею
плазма пройдет мимо Земли (не «геоэффективная» вспышка). Если же
вспышка произойдет в западном полушарии Солнца (в правой части
видимого диска Солнца) примерно через пять суток после прохождения
активной области через центральный меридиан Солнца (то есть, на
угловом расстоянии примерно 65 градусов от центра Солнца), то
начинающаяся здесь солнечная спираль другим концом «упрется» в
Землю. По этой спирали, как по рельсам, выброшенное вспышкой
вещество полетит к Земле и через сутки - двое вызовет магнитную бурю
(«геоэффективная» вспышка). Такой сдвиг по времени между вспышкой и
началом магнитной бури объясняется тем, что выброшенное вспышкой
вещество обычно движется со скоростью от 500 до 1000 км/с и чтобы
4
пройти 150 млн км от Солнца до Земли ему как раз и требуется от 1 до 2-х
суток. Напомним, что выброшенное вспышкой Кэррингтона вещество
достигло Земли всего лишь через 17 час. 40 мин., что говорит о необычно
высокой скорости его движения.
Итак, солнечная вспышка становится опасной для Земли при
совпадении 2-х условий: 1) она должна произойти в геоэффективном
секторе (примерно 65 градусов к западу от центра Солнца); 2) вспышка
должна быть достаточно мощной. Начиная с 1970 года для указания
мощности вспышек в рентгеновском диапазоне стала применяться
специальная классификация. По этой классификации солнечной вспышке
присваивается балл - обозначение из латинской буквы и индекса за ней.
Буквой может быть A, B, C, M или X в зависимости от величины
достигнутого вспышкой пика интенсивности рентгеновского излучения.
Таблица 1. Баллы рентгеновских вспышек.
Индекс уточняет значение интенсивности вспышки и может быть от 1,0 до
9,9 для букв A, B, C, M и более - для буквы X.
Все самые мощные вспышки, зарегистрированные с 1976 года (начало
регулярных наблюдений рентгеновских вспышек), приведены в табл.2
в порядке убывания по баллам. Открывает эту таблицу вспышка балла
X28, произошедшая 4 ноября 2003 года. Согласно табл. 1, интенсивность
ее рентгеновского излучения составляла 28×10−4 Вт/м2, что эквивалентно
миллиардам мегатонн в тротиловом эквиваленте. По-видимому, за всю
историю современной астрономии это была самая мощная вспышка,
уступающая по энергии только знаменитой вспышке Кэррингтона. По
имеющимся оценкам, энергии вспышки 4 ноября 2003 года могло бы
хватить для снабжения электроэнергией такого города, как Москва, в
течение 200 млн лет! Перед этой вспышкой, самыми сильными из всех
зарегистрированных ранее вспышек, были две вспышки одинакового
балла X20 - 2 апреля 2001 года и 16 августа 1989 года. Все эти 3 наиболее
мощные вспышки из табл. 2 произошли вне геоэффективного сектора, и
потому выброшенные ими сгустки плазмы с массами порядка 10 млрд.
тонн и скоростями около 1500 км/с пронеслись мимо Земли. Ну, а если бы
не мимо? Выше уже говорилось о вспышке 13 Марта 1989 года, нанесшей
5
серьезный ущерб энергетической системе США. Согласно измерениям,
рентгеновский балл этой вспышки был «всего лишь» Х4.5. Нетрудно
получить из табл. 1, что рекордная вспышка 4 ноября 2003 года балла X28
превышала по мощности «Квебекскую» вспышку Х4.5 более чем в 6 раз!
Ясно, что попади она в геоэффективный сектор, ее воздействие на
современные высокотехнологичные наземные и космические системы, а
также на литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу Земли, могло
привести к многочисленным бедствиям глобального масштаба. Вот
почему разработка научно обоснованных методов прогноза солнечных
вспышек становится сейчас одной из важнейших проблем астрофизики.
Таблица 2. Мощные рентгеновские вспышки с 1976 по 2010 год.
1
2
2
3
4
5
5
6
7
7
8
9
9
9
9
9
9
10
10
11
11
11
12
12
13
13
14
15
15
15
04/11/03
02/04/01
16/08/89
28/10/03
07/09/05
06/03/89
11/07/78
15/04/01
24/04/84
19/10/89
15/12/82
06/06/82
01/06/91
04/06/91
06/06/91
11/06/91
15/06/91
17/12/82
20/05/84
29/10/03
25/01/91
09/06/91
09/07/82
29/09/89
22/03/91
06/11/97
24/05/90
05/12/06
06/11/80
02/11/92
X28+
X20.0
X20.0
X17.2
X17
X15.0
X15.0
X14.4
X13.0
X13.0
X12.9
X12.0
X12.0
X12.0
X12.0
X12.0
X12.0
X10.1
X10.1
X10
X10.0
X10.0
X 9.8
X 9.8
X 9.4
X 9.4
X 9.3
X 9.0
X 9.0
X 9.0
Со времени Кэррингтона астрономы далеко продвинулись в
изучении Солнца и солнечных вспышек. Сейчас известно, что вблизи
максимума 11-летнего цикла солнечной активности в течение одного дня
может произойти целая серия солнечных вспышек, в то время как вблизи
6
минимума цикла в течение недели может появиться в среднем только одна
вспышка. Замечено, что большие вспышки происходят гораздо реже, чем
слабые. Для прогноза вспышек важно отметить, что большие вспышки
обычно наблюдаются вблизи максимума цикла и на ветви спада и очень
редко появляются на восходящей ветви солнечного цикла. Согласно
данным табл.2, только 2 из 30 мощных вспышек, произошедших с 1978 по
2006 год, пришлись на ветвь роста солнечного цикла. Это были вспышка
11 июля 1978 г. балла Х15 и вспышка 6 ноября 1997 г. балла Х9.4. Самая
мощная за всю историю наблюдений вспышка Кэррингтона 1 сентября
1859 г. произошла всего за полгода до максимума 10-го цикла, а вторая по
величине вспышка балла Х28 произошла 4 ноября 2003 г. - спустя 3 года
поле максимума 23-го цикла.
Уверенно установленная связь полного числа вспышек с фазой цикла
солнечной активности объясняется тем, что солнечные вспышки - это
взрывной процесс преобразования энергии магнитного поля пятен в
световую, тепловую и кинетическую энергии в атмосфере Солнца.
Следовательно, чем больше пятен, тем чаще вспышки. По-видимому, самые
ранние упоминания о наблюдениях пятен на Солнце невооруженным глазом
встречаются в китайских хрониках уже в 165 г. д.н.э. Первое наблюдение
пятен с помощью изобретенного и построенного им телескопа, сделал
Галилей в 1610 году, однако только в 1843 г. была обнаружена цикличность
в изменении числа пятен на Солнце. Это фундаментальное открытие было
сделано Генрихом Швабе случайно при обработке материалов его поисков
гипотетической планеты Вулкан внутри орбиты Меркурия по ожидаемым
транзитам Вулкана по диску Солнца. И хотя новую планету найти не
удалось, по систематическим зарисовкам пятен в течение 17 лет наблюдений
Швабе впервые обнаружил, что их число на поверхности Солнца не остается
постоянным, а меняется с периодом около 10 лет. В 1859 году Рудольф
Вольф на основании архивных материалов телескопических наблюдений
проследил наблюдения пятен за 250 предшествующих лет и дал более точное
значение среднего периода пятнообразовательной деятельности Солнца
Т=11.1 года. Этот один из основных законов циклической деятельности
Солнца был впоследствие назван по фамилиям его первооткрывателей
законом Швабе-Вольфа. А спустя более чем полвека после этого, Хейлом
была установлена магнитная природа пятен и самого цикла. На рис.3
приведен график, показывающий изменение пятнообразовательной
активности Солнца с 1745 по 2008 год. Эта активность выражается в так
называемых числах Вольфа W, по фамилии швейцарского астронома
Рудольфа Вольфа (R. Wolf), предложившего удачную эмпирическую
формулу для вычисления пятенной активности в безразмерных единицах:
W=k(f+10g), где f - общее число пятен на видимой полусфере Солнца, g число групп пятен, k – поправочный коэффициент за различие телескопов.
7
Рис. 3. Изменение со временем темпа пятнообразования на Солнце (по
усредненным ежемесячным данным).
Из рис. 3 видно, что высоты циклов постоянно меняются. Длительность
циклов DT также оказалась изменчивой (см. рис. 4).
-11
15
DT, ëåò
-4
14
4
-7
13
6
9
5
13
14
12
20
11
-3
1
-10
11
-8
10
-1
12
7
-2
17 19
16
18
15
0
-9
10
21
2223
8
-6
3
-5
9
2
-12
8
1600
1650
1700
1750
1800
1850
1900
1950
2000
T, ãî äû
Рис. 4. Вариации длины циклов DT с 1610 по 2008 год. Числа у точек – номера
циклов.
По усредненным примерно за 400 лет наблюдениям пятен cтандартный
солнечный цикл имеет высоту в максимуме W=100 и длину равную 11.1
года. При этом, максимальный разброс высот циклов в течение всего
8
периода наблюдений варьировал в пределах от W=50 до W =200, а длины
циклов менялись от 8 до 15 лет. Таким образом, выражение «11-летний
цикл солнечной активности» носит чисто условный характер.
Несмотря на то, что появление пятен носит спорадический характер и
распределение групп пятен на поверхности Солнца в каждый отдельный
момент времени довольно хаотично, долгопериодические закономерности
солнечной цикличности, представленные впервые Маундером в 1922 г. в
виде диаграмм временной эволюции широтного распределения пятен
("бабочки” Маундера, рис. 5), приводят к выводу о существенно регулярной
картины магнитных полей, связанных с солнечной цикличностью.
Рис. 5. Широтно-временное распределение пятен – «Бабочки Маундера.
С развитием цикла пятна появляются все ближе и ближе к экватору.
В настоящее время общепринято считать, что крупномасштабная солнечная
магнитная активность, наиболее вероятно, является результатом действия
механизма динамо. Идея гидромагнитного динамо основана на концепции,
что движение электрически проводящей жидкости поперек магнитного поля
будет индуцировать электрический ток, который (в свою очередь) генерирует
новое магнитное поле. Однако, несмотря на значительные успехи в
теоретическом осмыслении механизмов динамо, пока удается получить из
вычислений только 11-летние циклы с постоянной амплитудой и
длительностью, а также качественно описать диаграмму «бабочек»
Маундера. Путем подгонки ряда параметров в уравнениях солнечного
динамо, можно также описать наблюдаемые вариации величин максимумов
циклов от W=50 до W=200 и длительности циклов от 9 лет до 15 лет, и даже
получить длительные минимумы типа минимума Маундера (с 1645 по 1715
год). Однако никакой прогностической ценности такие расчеты не имеют,
поскольку временной ход этих вариаций неизвестен. Если окажется, что эти
вариации носят чисто случайный характер, проблема прогноза
солнечной цикличности перейдет в разряд неразрешимых.
В связи с недостаточной разработанностью теории солнечного динамо,
для прогнозов солнечных циклов разработаны и применяются большое
количество чисто математических и эмпирических методов. К сожалению,
пока ни один из них не может считаться успешным. Подтверждением этого
высказывания служит рис. 6, на котором три кривые дают прогнозируемый
«коридор» для возможных значений чисел Вольфа в 23-м цикле, а
звездочками обозначены наблюденные значения W для этого цикла. Как
9
видно из рисунка, прогнозируемая высота 23-го цикла ожидалась в пределах
от W = 130 до W = 195 со средним значением W = 160, а реальная высота
оказалась W = 120. Необходимо однако отметить, что графики для прогноза
были получены путем специального усреднения результатов 5-ти разных
методов, в результат чего прогнозируемый «коридор» сузился. На самом
деле, прогноз 23-го цикла в исходном его состоянии был намного хуже. Так,
прогноз по поведению четных и нечетных циклов давал максимальную
высоту цикла W = 235, а так называемый климатологический прогноз давал
минимальное значение высоты цикла W = 75. Именно эти две величины и
определяют реальный прогностический «коридор» для 23-го цикла.
Рис. 6. Прогноз 23-го цикла и его действительный ход.
Итак, можно констатировать, что прогноз 23-го цикла был полностью
провальным по его амплитуде. Но еще больше он провалился по
длительности цикла. Ожидалось, что минимум цикла придется на 2006 год
и потом начнется новый 24-й цикл. В действительности, минимум
затянулся на целых 2 года, когда в течение почти 800 дней на Солнце не
было ни одного пятна! Среди астрономов даже началась легкая паника,
поскольку
такое
поведение
Солнца
перестало
соответствовать
общепринятым представлениям, вытекающим из теории динамо. Стали
поговаривать о наступлении нового минимума Маундера и связанного с ним
малого ледникового периода, как это уже было с 1645 по 1715 год. Сейчас
все эти страхи в прошлом, новый цикл идет уже 3 года и в нем уже было
несколько сильных вспышек. И есть огромный соблазн забыть сюрпризы 23го цикла как кошмарный сон, чтобы не признаваться в ограниченности
наших знаний механизма солнечной цикличности. Но вряд ли получится,
потому что новый 24-й цикл, похоже, опять развивается «не по правилам».
Действительно, прогноз от 31 марта 2007 года давал для высоты 24-го
10
цикла «коридор» в пределах от W=80 до W=160, а время наступления
максимума от конца 2011 до начала 2013 года (см. рис. 7).
Рис. 7. Прогноз 24-го цикла от 31 марта 2007 года.
Однако по прошествии 4-х лет прогноз пришлось радикально
скорректировать, чтобы согласовать его с данными наблюдений.
В результате, новый прогноз, сделанный, как принято в таких случаях
говорить, «руками», стал выглядеть так, как показано на рис. 8.
Рис. 8. Новый прогноз 24-го цикла от 31 августа 2011 года.
Поскольку реальные данные наблюдений для 24-го цикла говорят в пользу
низкого цикла, мы кратко опишем здесь новый оригинальный метод
11
прогноза циклов, предложенный А.И. Хлыстовым, дающий как раз низкий
цикл. В этом методе, в отличие от всех предыдущих, используется не факт
наличия пятен на поверхности Солнца, а факт их отсутствия. Анализируя
современные сценарии солнечного динамо, можно сделать вывод, что
отсутствие пятен на поверхности Солнца в течение недель, месяцев и даже
десятков лет (как было в случае минимума Маундера), вовсе не означает, что
механизм динамо в эти периоды прекращает свою работу. Напротив, этот
механизм действует на Солнце постоянно. Но как показал известный
американский астрофизик-теоретик Е.Паркер, вследствие нелинейных
эффектов, всплывают только сильные поля, а слабые поля задерживаются до
следующего цикла, где они усиливаются и всплывают. Проведенные
А.И.Хлыстовым исследования показали, что имеется хорошая корреляция
между суммой беспятенных дней в предшествующем новому циклу
минимуме и главными характеристиками наступающего цикла: высотой его
максимума, длиной ветви роста и общей длительностью цикла. По
имеющимся данным наблюдений были построены прогностические графики
для этих трех характеристик циклов. В качестве иллюстрации, на рис. 9
приведен график для прогноза высоты цикла. По имеющимся в научных
работах данным, на июль 2010 года сумма беспятенных дней в
предшествующем 24-му циклу минимуме составляла значение ∑DT0 = 800.
Согласно рис.9, этому значению ∑DT0 соответствует число Вольфа в
максимуме 24-го цикла WM(24) = 63 с возможным разбросом от 57 до 69
единиц.
Рис. 9. Зависимость максимального среднегодового значения числа Вольфа WM(N) в
цикле N от суммы беспятенных дней ∑DT0 в предшествующем минимуме. Точки –
экспериментальные данные, кривая – аппроксимирующий полином 3-й степени.
Числа у точек – номера циклов.
12
Исходя из того же значения ∑DT0 = 800 и используя соответствующие
графики, для длительности ветви роста 24-го цикла было получено
прогнозируемое значение 4.8 года, а для полной длительности 24-го цикла
12.6 года (с ошибкой ± 0.5 года). Как выяснилось, примерно такой же
временной ход имел 9-й цикл, наблюдавшийся с 1843 по 1855 год.
Используя это обстоятельство, был вычислен прогнозируемый ход
среднегодовых чисел Вольфа для 24-го цикла, представленный на рис. 10.
Здесь же для сравнения приведены наблюденные данные для 23-го цикла.
Рис. 10. Среднегодовые числа Вольфа в 23-м и 24-м циклах.
Отметим, что за последние три столетия наблюдалось всего шесть
таких низких циклов, причем они имели тенденцию группироваться парами:
около 1710, 1810 и 1900 годов, то есть, с интервалом примерно 100 лет между
парами. Поскольку очередной низкий цикл № 24 также отстоит от последней
пары примерно на 110 лет, можно предполагать, что за ним последует еще
один низкий цикл (сразу, как в 1810 г. или через один более высокий цикл,
как в 1900 г.), а затем начнется рост солнечной активности, что имело место
для всех низких пар циклов в прошлом. Таким образом, можно сделать
вывод, что в ближайшие несколько десятков лет не ожидается
наступления нового минимума Маундера и связанного с ним
значительного похолодания.
13
Заключение
Итак, новый метод прогноза циклов, предложенный А.И.Хлыстовым,
дал следующие основные характеристики 24-го цикла:
начало 24-го цикла: 2009.0 (январь 2009 года) ;
длительности ветви роста: 4.8 года;
дата максимума: 2013.8 (октябрь 2013 года);
значение числа Вольфа в максимуме цикла: 63;
длина ветви спада : 7.8 года;
полная длительность цикла: 12.6 года;
конец 24-го цикла: 2021.6 (июль 2021 года).
Пока самой большой в текущем цикле была вспышка 9 августа 2011 г.
балла Х6.9, мощность которой недостаточна, чтобы ее можно было включить
в список мощных вспышек, произошедших с 1978 по 2006 год (табл.2). Так
как максимум 24-го цикла ожидается в 2013 г., согласно имеющейся
статистике можно сделать вывод, что именно тогда придет пора мощных
вспышек балла Х > 9. Однако указать максимальный балл будущих
вспышек по высоте 24-го цикла W=63 не представляется возможным,
поскольку имеющийся в настоящее время наблюдательный материал
недостаточен для установления корреляционных связей между высотой
цикла и мощностью вспышек.
Определенные надежды на возможность предсказания моментов
появления супервспышек класса Кэррингтона мы связываем с так
называемым барицентрическим движением Солнца. Еще Исаак Ньютон
указывал, что под влиянием сил гравитации не только планеты движутся по
эллипсам вокруг Солнца, но и само Солнце тоже движется по сложной
кривой вокруг центра масс (барицентра) Солнечной системы. В результате,
к эллиптическому движению планет добавляется еще и барицентрическое
движение Солнца (см. рис.11).
Рис. 11. Совместное барицентрическое движение Солнца (жирная линия) и Земли
(тонкая линия). Величины по осям выражены в сотых долях а.е.
14
Из сказанного следует, что все планеты и Солнце участвуют в
барицентрическом
движении
и
потому
одновременно
испытывают
одинаковые ускорения. В работах Вильсона с соавторами [Wilson et al., 2005]
впервые была найдена корреляция между барицентрическим движением
Солнца и вариациями скорости вращения Земли. Известно, что такие
явления, как ураганы, землетрясения, извержения вулканов связаны с
вариациями скорости вращения Земли. А так как сами эти вариации
коррелируют с барицентрическим движением Солнца, можно сделать вывод,
что именно это движение и является «генератором» катастрофических
природных явлений на Земле. Логично предположить, что мощные вспышки
на Солнце тоже являются следствием барицентрического движения Солнца.
На рис.12 приведен рассчитанный нами график изменения ускорения Солнца
с 1600 по 2200 год и на нем точками отмечены моменты наблюдений самых
мощных вспышек - супервспышки Кэррингтона 1 сентября 1859 г.
и гигантской вспышки Х28, произошедшей 4 ноября 2003 г.
Рис. 12. Барицентрическое ускорение Солнца (кривая линия). Моменты наблюдений
вспышки Кэррингтона и вспышки 4 ноября 2003 г. (Х28) отмечены точками.
15
Как видно из рис.12, обе эти вспышки произошли вблизи максимальных
значений барицентрического ускорения Солнца. Это дает основание считать,
что гигантская вспышки Х28, произошедшая 4 ноября 2003 г., есть
очередная вспышка типа Кэррингтона, а следующая такая вспышка может
произойти только примерно через 150 лет вблизи 2180 г. Таким образом,
появление вспышек с баллом Х ≥ 28 или вспышки типа Кэррингтона в 20122013 годах, по нашему мнению, маловероятно.
Литература
Хлыстов А.И., Сомов Б.В. Прогноз 24-го цикла по количеству беспятенных
дней в предшествующем минимуме. // Всероссийская ежегодная
конференция по физике Солнца 3 – 9 октября 2010 года, Санкт-Петербург,
2010, стр. 110-111.
Хлыстов А. И., Долгачев В. П., Доможилова Л. М. Барицентрическое
движении Солнца и солнечно – земные связи. // Биофизика. 1992. Т.37.
Вып. 3. С. 547–553.
Hale, G.E. On the Probable Existence of a Magnetic Field in Sun-Spots.
// Ap. J. 1908. V.28. P. 315-343.
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_solar_cycles
http://www.spaceweather.com/
http://www.izmiran.ru/services/saf/?LANG=ru
Parker, E.N. A solar dynamo surface wave at the interface between convection
and nonuniform rotation. // Astroph. J. 1993. V.408. N 2. P. 707-719.
Wilson, I. R. G., Carter, B. D., and White, I. A. ``Does a Spin-Orbit Coupling
Between the Sun and the Jovian Planets Govern the Solar Cycle?''// Publications
of the Astronomical Society of Australia. 2005. Vol.25, pp. 85-93.
Wolf R. // Mittheilungen uber Sonnenflecken VIII. // Vierteljahrsschrift der
Naturforschenden Gesellschaft in Zurich. 1859. IV. P. 183-205.
16