Солнечная активность может достичь пика на 1 год раньше

Новое исследование предполагает, что Солнце может достичь пика своего текущего цикла активности в 2024 году, на год раньше официальных прогнозов. Но даже после того, как Солнце достигнет своего пика, его гнев будет продолжать угрожать Земле, по крайней мере, в течение следующих пяти лет.

Группа исследователей, которая ранее выпустила альтернативный прогноз солнечного цикла, который оказался более точным, чем официальные прогнозы НАСА и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), недавно опубликовала улучшенные оценки силы и прогресса текущего солнечного цикла.

Окончательный прогноз команды для текущего цикла предполагает, что он достигнет пика в конце 2024 года, на год раньше, чем предсказывали НАСА и NOAA. Команда считает, что цикл будет достигать около 185 месячных солнечных пятен во время своего максимума и, таким образом, будет несколько мягче, чем первоначально прогнозировалось командой. Эта пиковая интенсивность поместит этот цикл примерно на среднее значение по сравнению с историческим рекордом.

Текущий цикл, 25-й с начала регистрации в 1755 году, начался в 2019 году и, согласно официальным прогнозам, должен был быть чрезвычайно мягким, достигнув пика примерно со 115 месячными солнечными пятнами в 2025 году. Солнечный цикл представляет собой примерно 11-летний отлив и поток магнитной активности Солнца, проявляющийся в количестве солнечных пятен, солнечных вспышек и извержений.

Эти циклы различаются по интенсивности: самый слабый из зарегистрированных производил менее сотни пятен в месяц во время максимума, а самый сильный достиг почти 300 пятен. Цикл 25 последовал за чрезвычайно слабым циклом 24, и НАСА и NOAA думали, что он будет столь же неутешительным.

Однако с тех пор, как цикл 25 набрал обороты в 2022 году, он неуклонно опережает официальные прогнозы в соответствии с альтернативным прогнозом, сделанным группой под руководством ученого-исследователя НАСА Роберта Лимона и Скотта Макинтоша, заместителя директора Национального центра атмосферных исследований США. (НКАР). Но почему результаты Лимона и Макинтоша так сильно расходятся с официальными оценками и почему они ближе к реальности, чем то, о чем договорились воротилы?

Выяснилось, что прогнозирование солнечного цикла все еще довольно грубое, а количество зарегистрированных циклов составляет всего 25, поэтому количество данных, доступных для компьютерного моделирования, ограничено. Поэтому в своих исследованиях Лимон и Макинтош исследуют альтернативные способы предсказания поведения Солнца на основе магнитной активности звезды.

Анализируя исторические записи, они обнаружили, что сила каждого последующего цикла зависит от времени, когда полностью затухает магнитное поле предыдущего цикла. Это событие, которое команда назвала терминатором, происходит не как минимум, а до двух лет спустя, когда медленно пробуждается следующий солнечный цикл. «Между старым и новым всегда есть пересечение», — сказал Лимон.

Исследователи считают, что понимание солнечных циклов не как обрамленных минимумами, а скорее терминаторными событиями может дать более точные прогнозы. «Если вы измерите продолжительность цикла, не от минимума до минимума, а от терминатора к терминатору, Вы увидите, что существует сильная линейная зависимость между длительностью одного цикла и тем, насколько сильным будет следующий», — сказал он.

Первоначальный прогноз, сделанный Лимоном и его коллегами, был основан на ожидании, что событие терминатора, завершающее 24-й цикл, произойдет в середине 2020 года, что предполагает очень сильный 25-й цикл. Однако 24-й цикл затянулся на полтора года дольше, а его магнитное поле в конце концов полностью исчезнет в декабре 2021 года.

«Когда событие [терминатор] действительно произошло, мы изменили входные данные, и это дало нам несколько более мягкий прогноз, чем мы ожидали изначально», — сказал Лимон. События терминатора являются частью того, что ученые называют циклом Хейла, 22-летним циклом магнитной активности, который охватывает два 11-летних солнечных цикла.

Во время цикла Хейла магнитные волны противоположной полярности движутся от полюсов Солнца к экватору, где встречаются и нейтрализуют друг друга.

Когда эти силовые линии магнитного поля проходят примерно половину своего пути, магнитное поле Солнца переворачивается, что соответствует приблизительному времени солнечного максимума. Цикл Хейла завершается, когда магнитное поле возвращается в исходное состояние после двух солнечных циклов.

Терминатор, гашение магнитных волн на экваторе, можно наблюдать в исторических записях о появлении солнечных пятен как полное исчезновение солнечных пятен в экваториальной области звезды.

Основываясь на своих расчетах, Лимон и его коллеги ожидают, что магнитное поле Солнца изменится в середине 2024 года, а солнечный максимум текущего солнечного цикла наступит несколькими месяцами позже. Для нас на Земле это означает, что мы, вероятно, вступаем в период более частых и интенсивных явлений полярного сияния, а также более интенсивных явлений космической погоды, которые могут создать проблемы на орбите Земли.

Полярные сияния возникают в результате взаимодействия вещества, исходящего от Солнца, и магнитного поля Земли. Подобные реакции, которые производят эти потрясающие естественные световые шоу, однако, сгущают остаточную атмосферу Земли на больших высотах, где вращаются спутники.

Это приводит к повышенному сопротивлению, которое, среди прочих проблем, может привести к падению спутников с орбиты. В феврале 2022 года SpaceX потеряла партию из 40 совершенно новых спутников Starlink после того, как запустила их в то, что синоптики сочли лишь легкой солнечной бурей.

Приход солнечного максимума не будет означать, что мы будем в безопасности, когда дело доходит до риска разрушительных явлений космической погоды. Лимон сказал, что, согласно имеющимся данным, мощные солнечные вспышки и извержения часто происходят на обратной стороне циклов с нечетными номерами, таких как нынешний 25-й цикл.

В случае циклов с четными номерами риск опасных солнечных бурь наиболее высок во время первая часть цикла. «Поскольку 25-й цикл нечетный, мы можем ожидать, что наиболее эффективные события произойдут после максимума, в 2025 и 2026 годах», — сказал Лимон. «Это потому, что полюса Солнца переворачиваются каждые 11 лет.

Вы хотите, чтобы полюс Солнца находился в той же ориентации по сравнению с полюсами Земли, чтобы затем причинить наибольший ущерб и обеспечить наилучшую связь солнечного ветра через магнитное поле Земли. поле.» Таким образом, самые большие солнечные бури текущего цикла, добавил Лимон, скорее всего, произойдут после максимума. «Нам нужно быть бдительными еще около пяти лет», — сказал он.