12 апреля - День Советской пилотируемой космонавтики. И сегодня я представляю вам страничку астрономии или, правильнее сказать, астрофизики.
В середине сентября 2020-го года в режиме телеконференции встречались астрономы Америки и Европы (научные группы НАСА и NOAA), чтобы обсудить прогнозы на новый 25-й 11-летний цикл солнечной активности (официально циклы считаются с 1749 года, когда был начат отсчёт числа солнечных пятен, была и открыта цикличность их образования и расположения на поверхности Солнца, более точно этот период длится не менее 10,5 лет).
НАСА и Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) организовали 15 сентября 2020 года телеконференцию для СМИ по прогнозам на предстоящий солнечный цикл.
Отслеживание каждого солнечного цикла – это ключевая часть лучшего понимания Солнца и смягчения его воздействия на современные технологии и инфраструктуру.
Во время телеконференции эксперты Группы прогнозирования 25-го солнечного цикла (Solar Cycle 25 Prediction Panel - SC25PP) обсудили последние данные и свои прогнозы на предстоящий солнечный цикл.
А я, тем временем, могу констатировать (в поддержку американских и европейских коллег-«братьев по разуму»), что 25-й солнечный цикл всё же НАСТУПИЛ!
Есть в этой цифре (25) какая-то символика или её нет – не знаю, честно... но что-то ВАЖНОЕ, как я думаю, может и быть.
Ниже приведён адаптированный перевод нескольких статей с американских сайтов по этой тематике (с моими небольшими комментариями).
«Солнце проходит регулярные циклы активности продолжительностью около 11 лет. В период наиболее активной части цикла, известной как солнечный максимум, на Солнце могут происходить сильнейшие вспышки, огромные взрывы энергии и излучения солнечной радиации - всё это создаёт условия, известные как «космическая погода» (Space weather). Космическая погода может повлиять на орбитальные спутники и космонавтов в ближнем космосе, а также на системы связи, такие как радио и GPS, электрические сети на Земле.
Когда Солнце наиболее активно, всевозможные явления космической погоды учащаются.
Как будет выглядеть 25-й солнечный цикл или Солнце «пробуждается от последней дремоты»
Когда на поверхности Солнца появляются пятна (зоны с очень сильными магнитными полями, которые выглядят более тёмными) и вспышки - признаки нового солнечного цикла, учёные задаются вопросом: «Как будет выглядеть этот следующий цикл?». Короткий ответ может быть такой: «Вероятно, он будет похож на последний, то есть последние 11 лет жизни Солнца (поскольку это средняя продолжительность любого данного цикла)».
Но, если смотреть на это шире, то ответ будет включать и прогнозы группы экспертов, которая собирается раз в десять лет, и данные флотилии околоземных спутников, изучающих Солнце, и десятки сложных моделей - всё вращается вокруг усилий понять загадочное поведение звезды, под которой мы живём.
Ученые НАСА изучают и моделируют поведение Солнца, чтобы лучше понять, что оно делает и почему. У Солнца есть свои взлёты и падения, и между ними регулярно происходят циклы. Примерно каждые 11 лет, в разгар этого цикла, магнитные полюса Солнца меняются местами - на Земле это было бы так, как если бы Северный и Южный полюса менялись местами каждые десять лет, - и Солнце переходит от пассивного состояния к активному и бурному. В самом спокойном состоянии Солнце находится в солнечном минимуме, во время солнечного максимума Солнце пылает яркими вспышками и выбросами плазмы.
Прогнозы солнечного цикла дают приблизительное представление о том, чего мы можем ожидать от космической погоды, условий в космосе, которые меняются во многом также, как погода на Земле. Рентгеновские вспышки на Солнце могут привести к ряду эффектов: от полярного сияния до воздействия на орбиты спутников и нарушений радиосвязи или электросети.
Центр прогнозов космической погоды NOAA является официальным источником прогнозов космической погоды правительства США.
Работа, которую проводят исследователи в НАСА и во всём мире по разработке моделей солнечной активности, помогает улучшить эти прогнозы. В свою очередь, прогнозы солнечного цикла дают нам представление о том, насколько активным будет Солнце в следующие 11 лет и с каким количеством радиации могут столкнуться космические корабли и астронавты во время продолжительных периодов солнечной активности.
25-й солнечный цикл (Solar Cycle 25) в настоящее время на начальной стадии, согласно данным Группы прогнозирования SC25, сопредседателями которой являются NOAA и NASA. По прогнозам, новый цикл будет подобен предыдущему Cycle 24. Несмотря на более низкую, чем предполагалось сейчас солнечную активность, вероятность сильных солнечных вспышек и геомагнитных бурь будет возрастать по мере того, как мы будем приближаться к следующему пику, ожидаемому в 2025 году.
Анализ показывает, что мы находимся в 25-м солнечном цикле
Солнечный минимум между 24 и 25-м солнечными циклами - период, в котором Солнце было наименее активно - наблюдался в декабре 2019 года (сам период с минимальным количеством солнечных пятен, когда их число упало до 1,8, продолжался 13 месяцев - по данным наблюдений Группы прогнозирования SC25 под со председательством NOAA и NASA).
Сейчас мы находимся в 25-м солнечном цикле, пик солнечной активности которого ожидается в 2025 году.
24-й солнечный цикл был средней продолжительностью 11 лет и занимал 4-е место по наименьшей интенсивности с момента начала регулярного наблюдения солнечного цикла в 1755 году. Это был также самый слабый цикл за 100 лет. Солнечный максимум пришёлся на апрель 2014 года, когда пик солнечных пятен достигал 114-ти за солнечный цикл, что значительно ниже среднего, равного 179.
Развитие 24 solar cycle было необычным.
Образование солнечных пятен в том цикле началось с Северного полушария, достигнув пика более чем на два года раньше пика солнечных пятен в Южном полушарии. Это привело к солнечному максимуму с меньшим количеством солнечных пятен, чем если бы два полушария находились в общей синхронной фазе.
25-й солнечный цикл. Начало
В течение последних восьми месяцев активность на Солнце неуклонно увеличивалась, что указывает на то, что мы перешли к 25 солнечному циклу. Согласно прогнозам, 25-й солнечный цикл будет довольно слабым циклом, такой же силы, как и цикл 24. Солнечный максимум ожидается в июле 2025 г. с пиком 115 пятен.
«Скорость роста солнечной активности является показателем того, насколько сильным будет солнечный цикл», - сказал Doug Biesecker, доктор философии, сопредседатель группы и специалист по физике Солнца в NOAA’s Space Weather Prediction Center, - хотя в этом году мы наблюдаем устойчивый рост активности солнечных пятен, это происходит медленно».
Группа уверена, что в Solar Cycle 25 тенденция к ослаблению солнечной активности, наблюдавшаяся последние четыре цикла, закончится. «Мы прогнозируем, что снижение амплитуды солнечного цикла, наблюдаемое с 21 по 24 цикл, подошло к концу», - говорила Lisa Upton, доктор философии, сопредседатель группы и астрофизик из Space Systems Research Corp., - это признак того, что мы приближаемся к минимуму солнечной активности Maunder-type minimum».
«Хотя мы не прогнозируем особо активный 25-й солнечный цикл, сильные выбросы плазмы на Солнце могут произойти в любое время», - Doug Biesecker.
Прогнозирование солнечного цикла даёт приблизительное представление о частоте космических погодных бурь всех типов: от отключений радиосвязи из-за геомагнитных бурь и высокоскоростных потоков ионизованных частиц до солнечной радиации рентгеновского диапазона. Оно используется многими отраслями для оценки потенциального воздействия космической погоды в ближайшие годы.
Новые спутники для наблюдения за Солнцем
В 2024 году, до пика активности солнечных пятен в 25-м солнечном цикле, NOAA планирует запустить новую космическую лабораторию, предназначенную для оперативного прогнозирования космической погоды.
Обсерватория Space Weather Follow-On L-1 (SWFO-L1) будет оснащена приборами, которые будут анализировать потоки солнечного ветра, делать изображения корональных выбросов массы и отслеживать другие экстремальные явления Солнца с более высокой детализацией, чем раньше.
Следующий спутник Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-U) также планируется запустить в 2024 году. GOES-U будет нести три прибора для мониторинга Солнца, в том числе первый компактный коронограф, который сможет обнаруживать любые корональные выбросы на Солнце.
Дополнительные наблюдения Солнца с этих спутников помогут улучшить прогнозирование космической погоды.
Телеконференция 15 сентября 2020 года:
Моделирование поведения Солнца - дело непростое, потому что учёные не до конца понимают внутреннее перемешивание, которое вызывает этот магнитный триггер (Солнце). Компьютерные модели используют уравнения для представления Солнца, но звезде удаётся ускользнуть от них.
Если бы Солнце было машиной, у него было бы бесчисленное количество ручек и циферблатов, функции и чувствительность которых остаются неизвестными.
«Последние 40 лет мы достаточно подробно наблюдали за Солнцем, - сказала Lika Guhathakurta, научный сотрудник отдела гелиофизики в штаб-квартире НАСА. «И это дало нам огромное количество информации, но количественная оценка и моделирование солнечного цикла по-прежнему остаётся сложной задачей. Мы работаем над тем, насколько изменчиво Солнце, испытывая сложности в понимании того, что происходит внутри Солнца».
Не понимая полностью, как магнитное поле, которое управляет солнечной активностью, движется внутри Солнца, учёные вынуждены делать некоторые предположения. Их положение, как специалистов по моделированию процессов на Солнце, можно сравнить с трудным положением синоптиков, если они попытаются предсказать погоду, глядя только на верхние слои атмосферы, а не на критические слои, расположенные ниже и ближе к поверхности земли.
Существует множество подходов к моделированию процессов на Солнце с целью разработки прогнозов солнечного цикла. В некоторых моделях используются наземные наблюдения, охватывающие сотни лет, другие могут использовать спутниковые данные, которые были доступны только последние четыре десятилетия или около того. В последние годы некоторые исследователи строят свои машинные (компьютерные) модели на основе данных по воздействию солнечной активности на магнитное поле Земли, которое реагирует на Солнце, и силы магнитного поля на полюсах Солнца.
«Часть научного процесса сводится к сокращению этих вопросов и параллельной работе над одной и той же проблемой разными способами», - сказала Maria Weber, астрофизик из Delta State University in Cleveland, Mississippi - Каждая модель – это один из множества инструментов. Мы можем обнаружить, что существуют разные инструменты, которые могут дать одинаковый результат, и тогда уже можно выбрать тот, который вам больше всего подходит».
Работа Группы по прогнозированию солнечного цикла, спонсируемой НАСА и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований NOAA, - оценить все эти модели и опубликовать официальный прогноз, отражающий все усилия научного сообщества.
Встречаясь каждые десять лет с 1989 года, группа объединяет экспертов со всего мира, в том числе соведущую конференции Maria Weber, которая работает в группе по Solar Cycle 25.
В конце концов, по её словам, астрономы написали свои прогнозы и подготовили для обсуждения на маленьком листочке бумаги, и дебаты начались.
В марте 2019 года, когда только в четвёртый раз такая комиссия собиралась, 12 экспертов рассмотрели около 60 различных моделей. В последние годы особенно успешной является модель полярного магнитного поля.
При этом используются измерения магнитного поля на северном и южном полюсах Солнца. Идея состоит в том, что магнитное поле на полюсах Солнца действует «как семя» для следующего цикла. Если оно будет сильным во время солнечного минимума, тогда следующий солнечный цикл будет сильным; если оно уменьшилось - следующий цикл должен быть тоже слабее.
Вместе они предсказали даты начала и пика 25-го цикла, а также пиковое количество солнечных пятен - показатель того, насколько сильным будет этот цикл.
В настоящее время магнитное поле на полюсах Солнца примерно такое же, как и в такой же период в последнем солнечном цикле, что эксперты интерпретируют как признаки того, что 25-й солнечный цикл будет развиваться аналогично 24-му циклу.
Lisa Upton, сопредседатель Группы по прогнозированию 25-го цикла солнечной активности и астрофизик в Space Systems Research Corporation в Вестминстере, штат Колорадо, сравнила их задачу с прогнозированием ураганов. Метеорологи часто обращаются к нескольким моделям, каждая из которых указывает свой возможный путь, по которому может пойти ураган. «Один из уроков заключается в том, что вы не слишком доверяете одной модели, но смотрите, что все модели вместе могут рассказать вам и научить вас», - сказала Lisa Upton.
В целом, Группа прогнозов с большей вероятностью идёт правильным путём.
Модель «Солнечные часы»
Некоторые астрономы представили новые подходы. Так недавно был опубликован новый способ исследования солнечного цикла: вместо традиционного линейного представления времени они использовали математический метод для отображения последних 18 солнечных циклов на круге. В результате получилось более упорядоченное поведение, чем ожидалось от Солнца.
Их так называемые солнечные часы похожи на обычные часы, где каждый примерно 11-летний цикл можно описать за 12 часов. Вместо времени суток определенное «время» соответствует высокой солнечной активности. Ученые говорят, что сейчас около 3 часов, это почти первый всплеск активности, который приходится на начало каждого солнечного цикла. Учёные сообщили о своих выводах в Geophysical Research Letters.
«Наиболее активное Солнце - с точки зрения солнечных извержений - происходит между 5:30 и примерно 10:00, когда наблюдается резкое падение активности по мере того, как Солнце движется к минимуму», - сказал Robert Leamon, учёный-физик из NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, - Как только мы узнаем, где мы находимся на солнечных часах, и сможем вычислить скорость цикла, в котором находимся, мы сможем сделать гораздо более точные прогнозы относительно того, когда начнётся и остановится следующий цикл солнечной активности».
Согласно их часам, следующий период затишья на Солнце начнётся примерно в первой половине 2027 года.
Если новый Solar Cycle 25 будет соответствовать прогнозам Группы по прогнозированию 25-го цикла солнечной активности, он должен быть ниже среднего. Также ожидается, что 25-й цикл положит конец более длительной тенденции за последние четыре десятилетия, когда магнитное поле на полюсах Солнца постепенно ослабевает. В результате, солнечные циклы тоже неуклонно становились слабее. Если в 25-м солнечном цикле будет положен конец этому убыванию, это позволит развеять предположения о том, что Солнце может войти в большой солнечный минимум, период небольшой солнечной активности на протяжении десятилетий или столетий.
Последний такой минимум, известный как минимум Маундера, произошел в середине так называемого Малого ледникового периода с XIV по XIX века, что породило ошибочные представления о том, что ещё один великий минимум может привести к глобальному похолоданию.
«Нет никаких указаний на то, что в настоящее время мы приближаемся к минимуму солнечной активности типа Маундера», - сказала Lisa Upton. Но даже если активность Солнце упадёт до грандиозного минимума, нет оснований полагать, что Земля испытает ещё один ледниковый период: учёные не только предполагают, что Малый ледниковый период произошел по другим причинам, но и в нашем современном мире парниковые газы намного превосходят воздействие Солнца, когда дело касается изменений климата Земли.
В конце концов, в планах астрономов - выпускать еженедельные прогнозы для Солнца, как метеорологи для Земли. Но до такого прогнозирования солнечного цикла и космической погоды ещё далеко. Остаются и вопросы о недрах Солнца, на которые нужно ответить, и другие важные данные, которые нужно собрать.
«Одна из вещей, которая захватывает в работе астрофизика, заключается в том, что мы находимся в авангарде этого - всё ещё есть вопросы, на которые только предстоит ответить», - сказал Lisa Upton.
Последние данные наблюдений солнечной активности с мая 2020 г. по апрель 2021 г. (25-й солнечный цикл)
Согласен ли я с мнением астрономов?
Пока скажу, что да, согласен.
То, что они обсудили и доказывали на моделях Солнца, уже подтверждается с середины 2020-го года.
Вот результаты спутниковых наблюдений Солнца за последние несколько месяцев:
Май 2020 г. – первая (зафиксированная инструментальными средствами наблюдения) активность 25-го цикла!
Октябрь 2020 г. – после продолжительного перерыва в 4-5 месяцев началось новое пятнообразование и вспышки С-класса.
Ноябрь 2020 г. – вспышки С-класса в начале месяца и М-класса в конце ноября.
Астрофизики за первую неделю ноября подсчитали 29 солнечных вспышек С-класса на Солнце. Это был наиболее мощный всплеск активности на нашей звезде с сентября 2017 года, когда на Солнце произошли последние крупные вспышки уходящего 24-го солнечного цикла.
Причина наблюдающегося роста активности на Солнце - это очень крупная группа солнечных пятен, появившаяся на краю Солнца в начале месяца (№ 2781 по астрономической классификации).
Солнечные пятна образуются в местах формирования очень сильных магнитных полей с напряжённостью более 1000 Гаусс (это примерно в 1000 раз сильнее земного магнитного поля). Именно энергия этих магнитных полей и сгорает в виде вспышек. Чем больше размер группы пятен и чем более крупные пятна в неё входят, тем более мощные вспышки может произвести Солнце.
Весь ноябрь число пятен на диске Солнца росло, и уже к 30 числу было равно пяти (пять групп активных областей)…
Декабрь 2020 г. – вспышки С-класса продолжались…
В декабре 2020-го был начат новый отсчёт корональных дыр уже нового 25-го цикла.
Корональные дыры - это области короны Солнца с пониженной светимостью. Они были обнаружены после начала рентгеновских исследований Солнца с помощью спутников при наблюдении за Солнцем из-за пределов земной атмосферы. Специалисты предполагают, что высокоскоростной солнечный ветер формируется именно в корональных дырах.
Далее уже в 2021-м году картина меняется… астрофизики отмечают спад вспышечной активности, но вот рост активности областей т.н. корональных дыр вырос.
На Земле начались магнитные бури и многие наблюдали полярные сияния.
К концу марта 2021 года на видимом диске Солнца осталось одно пятно…
В апреле на Солнце активных пятен НЕТ!!! И нет вспышек уже три месяца. Может быть, это и к лучшему?!.
Два года назад в журнале «ЖИВАЯ ПЛАНЕТА» был представлен первый материал на эту тему: «Живая Планета. Что происходит на Солнце?.. Эксперты прогнозируют, что активность Солнца в 25-м солнечном цикле будет ниже средней, аналогично 24-му солнечному циклу»
Адаптированный перевод:
1. - What Will Solar Cycle 25 Look Like?
2.- Hello Solar Cycle 25
Подписывайтесь на журнал «ЖИВАЯ ПЛАНЕТА»
Оценили 72 человека
172 кармы