Новый метод прогнозирования мощности 11-летнего солнечного цикла
AstroNews.ru - 03 Июля 2022 10:51:37
Ученые из Сколтеха (Россия) и их коллеги из Университета Граца (Австрия), обсерватории Хвар (Хорватия) и Бельгийского солнечно-земного центра передового опыта-SILSO, Королевской обсерватории Бельгии, представили новый метод прогнозирования силы 11-летнего солнечного цикла. Полученные результаты важны для прогнозирования и смягчения последствий космической погоды для астронавтов, пилотов и современных технологических систем как в космосе, так и на Земле.
В начале 17 века Галилео Галилей направил свой телескоп на Солнце и обнаружил солнечные пятна. В 19 веке стало ясно, что солнечные пятна появляются и исчезают с определенной периодичностью, в среднем каждые 11 лет. В настоящее время за солнечными пятнами регулярно наблюдают более 80 обсерваторий по всему миру, и исследователи формировали непрерывные записи солнечных пятен на протяжении более четырех веков, что является самым длительным научным экспериментом в истории человечества.
Солнечные пятна - это визуальное проявление мощных магнитных полей, поднявшихся из недр Солнца через его поверхность. Магнитные трубы, несущие солнечную материю, выходят из одного солнечного пятна, образуя гигантскую петлю, и снова выходят на поверхность через другое солнечное пятно. Поэтому большинство солнечных пятен образуют пары, которые, подобно магниту, имеют противоположные полярности - одно положительное, а другое отрицательное. Свободная магнитная энергия накапливается в этих петлях и может быть внезапно высвобождена, например, в виде вспышки или выброса плазмы.
Всего за несколько минут солнечная вспышка может высвободить в 100 000 раз больше энергии, чем все электростанции на Земле вырабатывают за год. Свет от вспышки достигает Земли в течение восьми минут; плотная атмосфера Земли поглощает опасное излучение вспышки, защищая жизнь на поверхности. Но, тем не менее, это приносит свои плоды, - радиосвязь и GPS могут быть нарушены. Например, в ноябре 2015 года в Швеции самолеты исчезли с радаров из-за солнечной вспышки. А когда солнце находится в штормовом состоянии, авиакомпании вынуждены отменять рейсы над полюсами, потому что во время штормов нет радиосвязи.
«В настоящее время мы вступили в фазу подъема нового солнечного цикла (№ 25) и видим, как на Солнце появляется все больше и больше солнечных пятен. Больше солнечных пятен - больше солнечных бурь, вспышек и выбросов корональной массы. Таким образом, прогнозы солнечной активности чрезвычайно важны для планирования запусков спутников, долгосрочных космических миссий, прогнозирования радиационного облучения при полетах на самолетах и многих других применений космической погоды, чтобы жить в гармонии с бурным настроением солнца», - говорит доцент Сколтеха Татьяна Подладчикова, ведущий автор исследования.
В своей работе команда, используя новый каталог Hemispheric Sunspot Numbers, показала, что максимальная скорость роста активности солнечных пятен в восходящей фазе солнечного цикла является эффективным предвестником амплитуды солнечного цикла. Предсказания амплитуды солнечного цикла более точны, когда эволюция солнечной активности рассматривается отдельно для двух полушарий Солнца (северного и южного).
Это исследование позволяет точно определить эволюцию солнечного цикла задолго до времени и подготовиться на случай экстремального события космической погоды.
«Наша работа подтверждает высокую важность независимого исследования солнечных полушарий и регулярного сбора данных для них. Также стоит отметить, что наш метод может использоваться в режиме реального времени, мы можем предсказывать амплитуду цикла непрерывно в течение развития восходящей фазы солнечного цикла и обновлять прогноз, когда последнее значение скорости роста больше предыдущего. С учетом имеющихся в настоящий момент данных мы прогнозируем, что нижняя оценка амплитуды текущего солнечного цикла (№25) составит 110±26, что сопоставимо с предыдущим 11-летним солнечным циклом (№24)», - говорит соавтор исследования, выпускница магистратуры Сколтеха Ольга Сутырина.
«И какие бы бури ни бушевали, мы желаем всем хорошей погоды в космосе, - заключила Татьяна Подладчикова.