Солнечный цикл

Всё в этой вики изменяется по расписанию, заданному одним основным ритмом: Солнце колеблется между спокойствием и бурями примерно каждые одиннадцать лет. Этот ритм — солнечный цикл, и именно поэтому на вопрос «насколько активно Солнце прямо сейчас» в разные десятилетия будут совершенно разные ответы — это не случайное блуждание, а реальный, отслеживаемый цикл со своей собственной системой нумерации, уходящей корнями в 1700-е годы.

Что такое солнечный цикл

Солнечный цикл — это примерно 11-летнее колебание магнитной активности Солнца, наиболее заметное по росту и падению числа солнечных пятен, но также отслеживаемое по частоте вспышек, скорости КВМ и общему радио- и ультрафиолетовому излучению Солнца. Он обусловлен солнечным динамо — процессом, при котором конвективное движение и дифференциальное вращение внутри Солнца непрерывно генерируют и перестраивают его магнитное поле.

Каждый цикл фактически представляет собой половину более длительного, 22-летнего магнитного цикла: общая магнитная полярность Солнца меняется от одного цикла к следующему, то есть полное возвращение к исходной полярности занимает два 11-летних цикла. Циклы нумеруются последовательно, начиная с цикла 1, присвоенного задним числом первому циклу, для которого существуют подробные записи о пятнах, начиная примерно с 1755 года.

Минимум, максимум и форма цикла

Цикл начинается с солнечного минимума, когда число пятен достигает дна, и Солнце может оставаться без видимых пятен в течение нескольких дней. Затем активность возрастает к солнечному максимуму, обычно в течение 4–5 лет, после чего снижается к следующему минимуму в течение более длительного периода, примерно 6–7 лет — циклы, как правило, нарастают быстрее, чем спадают. Сам максимум — это не один день; это плато, которое может длиться год или более и может иметь два отдельных пика, поскольку северное и южное полушария Солнца достигают своих собственных максимумов в немного разное время.

Как прогнозируют солнечные циклы

Прогнозирование силы цикла за несколько лет — задача крайне сложная, и это очевидно: международная группа, созванная NOAA, NASA и Международными службами космической среды, выпускает официальный консенсусный прогноз для каждого предстоящего цикла, но отдельные исследователи, использующие разные методы — силу полярного магнитного поля Солнца вблизи предыдущего минимума, корреляцию между ранней скоростью нарастания цикла и его конечным пиком (эффект Вальдмайера), а также различные статистические и динамо-модели — часто получают цифры, существенно отличающиеся как друг от друга, так и от реального результата. Это не признак плохой науки, а скорее отражение того, насколько хаотично точное моделирование лежащего в основе солнечного динамо.

Солнечный цикл 25: что прогнозировали и что произошло

Текущий цикл — яркая иллюстрация этой непредсказуемости. В декабре 2019 года официальная прогностическая группа NOAA/NASA/ISES предсказала, что 25-й солнечный цикл будет близок к слабому 24-му циклу, ожидая сглаженный максимум числа пятен около 115 с пиком около июля 2025 года.

Реальность быстро разошлась с прогнозом. К январю 2023 года 25-й цикл уже примерно на 12% опережал 24-й по дневному числу пятен в той же точке. К октябрю 2023 года NOAA пересмотрело свой прогноз в сторону более сильного и раннего пика, а к октябрю 2024 года NASA и NOAA подтвердили, что цикл вступил в фазу максимума — сглаженное число пятен достигло 157 в августе 2024 года, что уже выше предсказанного первоначальной группой потолка. Солнце, короче говоря, не последовало данному ему прогнозу.

Ранним признаком грядущих сюрпризов стал март 2024 года, когда неожиданная геомагнитная буря уровня G4 обрушилась на Землю с полярными сияниями, видимыми на юге вплоть до Нью-Мексико, вызванная КВМ, фактическое время и интенсивность которой превзошли первоначальный прогноз. Это стало предвестником модели, которая повторится в пиковые годы цикла: модели дают разумный базовый уровень, а Солнце регулярно его превышает.

Вехи на данный момент

Пиковые годы 25-го солнечного цикла привели к одним из самых значительных событий космической погоды за всю историю наблюдений: майская буря 2024 года «Гэннон», сильнейшая геомагнитная буря с 2003 года, вызванная серией КВМ из гиперактивной активной области AR3664; и вспышка класса X9.0 3 октября 2024 года, крупнейшая в цикле на сегодняшний день. В 2026 году продуктивные активные области, такие как AR4366, продолжали генерировать устойчивые серии вспышек X-класса, продлевая фазу максимума цикла далеко за первоначально ожидаемый пик.

Почему за этим циклом так пристально наблюдают

Впервые прогностическая группа 2019 года поставила задачу специально прогнозировать межполушарную асимметрию — различия во времени и силе между северным и южным полушариями Солнца, а не рассматривать Солнце как единый однородный источник. Похоже, именно эта асимметрия и вызывает затяжной, двупиковый максимум, который многие исследователи наблюдают в 25-м цикле, когда каждое полушарие достигает своего пика в несколько разное время, а не всё Солнце достигает пика одновременно.

Что дальше

Ожидается, что 25-й солнечный цикл пойдет на спад к следующему минимуму примерно к 2030 году, хотя — в соответствии со всем вышесказанным — точное время и форма этого спада остаются открытым вопросом для прогноза, а не решённым. В более долгосрочной перспективе ведутся активные научные дебаты о том, будут ли будущие циклы продолжать долгосрочную тенденцию к ослаблению или восстановятся; это область реальных разногласий среди физиков Солнца, а не вопрос с согласованным ответом, и утверждения о точной дате возврата к неактивности по типу Маундеровского минимума выходят далеко за пределы того, что на самом деле подтверждается текущими данными.

Что такое солнечный цикл?
Солнечный цикл — это примерно 11-летний ритм магнитной активности Солнца, проявляющийся в росте и спаде количества солнечных пятен, частоте вспышек и скорости выбросов корональной массы. Он обусловлен солнечным динамо — процессом, генерирующим магнитное поле Солнца за счет внутренней конвекции и вращения.
Как нумеруются солнечные циклы?
Циклы нумеруются последовательно, начиная с Цикла 1, присвоенного первому циклу с подробными записями солнечных пятен, который начался около 1755 года. Текущий цикл, Солнечный цикл 25, начался в декабре 2019 года.
Был ли Солнечный цикл 25 предсказан правильно?
Нет. Официальный прогноз коллегии 2019 года предполагал, что Цикл 25 будет очень похож на слабый Цикл 24, достигнув пика около 115 солнечных пятен в июле 2025 года. Фактическая активность оказалась значительно сильнее: сглаженное число солнечных пятен достигло 157 к августу 2024 года, и в октябре того же года цикл вступил в подтвержденную фазу максимума.
Какие были самые крупные события Солнечного цикла 25 на данный момент?
Майская 2024 года буря «Гэннон» была сильнейшей геомагнитной бурей с 2003 года, а вспышка класса X9.0 3 октября 2024 года стала крупнейшей вспышкой цикла на сегодняшний день. Оба события произошли во время подтвержденной фазы максимума цикла.
Что такое двухпиковый солнечный максимум?
Солнечный максимум может проявлять два различных пика, когда северное и южное полушария Солнца достигают своих собственных индивидуальных пиков активности в немного разное время, а не все Солнце достигает максимума одновременно. Эта картина, по-видимому, наблюдается во время Солнечного цикла 25.
Когда закончится Солнечный цикл 25?
Ожидается, что он пойдет на спад к своему следующему минимуму около 2030 года, хотя точные сроки остаются неопределенными, учитывая, насколько последовательно этот цикл превосходил свои первоначальные прогнозы. Долгосрочные прогнозы для последующих циклов остаются предметом активных дискуссий в физике Солнца.