Что такое солнечный цикл и как долго он длится?

Примерно каждые 11 лет Солнце проходит через так называемый «солнечный цикл». В это время магнитное поле звезды полностью меняется! В статье рассказывается о природе солнечного цикла, причинах его возникновения, продолжительности, а также о том, как он влияет на погоду и жизнь на Земле.

Что такое солнечный цикл?

Новый солнечный цикл наступает примерно каждые 11 лет. В течение этого периода Солнце переходит от фазы низкой активности к фазе сильных «солнечных штормов», а затем снова возвращается к спокойному состоянию.

Солнечная активность во многом определяется количеством и размером солнечных пятен на поверхности звезды. Это темные области, связанные с повышенной концентрацией магнитной активности.

В середине цикла, когда активность достигает своего пика, северный и южный полюса Солнца меняются местами! Южный магнитный полюс становится северным и наоборот. За последние столетия смена полярности происходила в среднем каждые 11 лет.

Развитие солнечных пятен в ходе цикла

Сколько длится солнечный цикл?

Как отмечалось выше, средняя продолжительность цикла составляет 11 лет. Однако бывали циклы длительностью всего 8 лет или до 14 лет.

• В начале 11-летнего периода количество солнечных пятен минимально или они вовсе отсутствуют — это называется «солнечным минимумом».
• В середине цикла количество пятен достигает пика, переходя в фазу очень активного, «штормового» состояния — «солнечного максимума». Именно в этот момент происходит смена магнитных полюсов Солнца!
• В конце цикла солнечная активность угасает, вновь наступает «солнечный минимум», после чего начинается новый цикл.

Что вызывает цикл солнечной активности?

Чтобы понять солнечный цикл, важно разобраться в поведении Солнца. Наша звезда представляет собой светящийся шар из электрически заряженного газа (плазмы). Высокая температура заставляет эти газы постоянно перемещаться по поверхности Солнца.

Как и Земля, Солнце имеет северный и южный магнитные полюса. Из-за магнитной природы звезды эти газы постоянно запутываются, растягиваются и скручиваются. Это похоже на резиновую ленту, которую натягивают так сильно, что она вот-вот лопнет! Именно поэтому в моменты максимальной динамики Солнце перестраивает свои внутренние магнитные поля и меняет полярность.

Солнечные пятна, вспышки и корональные выбросы массы

Солнечная активность включает в себя не только пятна, но и солнечные вспышки, а также корональные выбросы массы (КВМ). Все эти явления обычно возникают вблизи групп солнечных пятен в периоды повышенной активности. Естественно, все они совпадают с солнечным максимумом. Ниже приведены краткие определения:

Солнечные пятна: Темные области на поверхности Солнца, где магнитные поля особенно сильны. Это указывает на «штормовую погоду» на звезде и высокую активность под ее поверхностью. Чем больше пятен, тем выше солнечная активность.

Эти темные участки холоднее окружающих областей. Их можно представить как «крышки» магнитной бури, назревающей под поверхностью. Магнитные поля Солнца постоянно движутся, скручиваются и концентрируются в этих зонах.

Солнечные вспышки: Вспышки света, ассоциированные с солнечными пятнами. Иногда мощные магнитные поля, соединяясь заново, вызывают взрывы, прорывающие поверхность Солнца! Происходит резкий выброс световой энергии и рентгеновского излучения.

Вспышки классифицируются по мощности. Самые слабые относятся к классу B, за ними следуют C, M и самые мощные — X. Вспышки класса M могут вызывать кратковременные перебои радиосвязи на полюсах и небольшие радиационные бури, опасные для космонавтов.

Корональные выбросы массы (КВМ): Иногда Солнце извергает в космос огромные объемы магнитной энергии со скоростью до нескольких миллионов км/ч. К другим солнечным явлениям относятся потоки солнечного ветра, исходящие из корональных дыр, и поток солнечных энергичных частиц, выбрасываемых в основном при КВМ.

Видео: Корональный выброс массы, или КВМ, удаляющийся от Солнца со скоростью более 1450 км/с. Источники: NASA SDO и SOHO.

Как солнечная активность влияет на Землю?

Космическая погода, влияющая на Землю, — явление не редкое, поэтому ученые отслеживают солнечную активность так же внимательно, как и земную погоду и климат.

1. Солнечные бури могут воздействовать на электрические сети, спутники, авиационную GPS-навигацию, радиосвязь и многое другое. Учитывая зависимость современного мира от технологий, это вызывает опасения. Мощные солнечные вспышки способны нанести ущерб высокотехнологичной инфраструктуре на миллиарды долларов.

• Например, в январе 2022 года мощные солнечные бури уничтожили 38 из 49 спутников Starlink, запущенных компанией SpaceX.

2. Когда Солнце спокойное, слабый солнечный ветер позволяет большему количеству галактических космических лучей проникать во внутреннюю часть Солнечной системы. Это создает радиационную опасность для космонавтов. Даже пилоты и экипажи авиакомпаний могут получать повышенную дозу радиации во время солнечных бурь.

3. Положительный аспект заключается в том, что крупные солнечные извержения вызывают полярные сияния (в нашем полушарии — северное сияние). Эти великолепные мерцающие цветные полосы возникают, когда Солнце производит корональный выброс массы.

• Заряженные частицы (солнечный ветер) достигают магнитного поля Земли и взаимодействуют с газами в атмосфере, создавая танцующие огни в небе.
• Обычно сияния видны в северных штатах США и Канаде, но при высокой активности Солнца они иногда могут опускаться до наших южных широт!

4. Наконец, активность Солнца влияет на климат Земли. История показывает, что длительные периоды глобального похолодания, дождей, засух и других изменений погоды были связаны с циклами солнечной активности.

• Например, периоды сниженной солнечной активности, по всей видимости, соответствуют историческим эпохам глобального холода. Самый известный пример — «Малый ледниковый период».

Минимум Маундера и «Малый ледниковый период»

• В период между 1645 и 1715 годами — во время так называемого «минимума Маундера» — солнечные пятна были чрезвычайно редким явлением.
• В частности, наблюдалось лишь около 50 пятен (вместо обычных 40–50 тысяч), что сопровождалось суровыми зимами.
• В течение 70 лет температура опускалась на 1–1,5 °C.
• Семь десятилетий морозной погоды, совпавшие с самым холодным периодом Малого ледникового периода, привели к сокращению вегетационного сезона и, как следствие, к нехватке продовольствия.

И наоборот, периоды повышенной солнечной активности коррелируют с глобальным потеплением. Например, в XII и XIII веках Солнце было очень активным, и климат в Европе был довольно мягким.

Тем не менее эксперты точно не знают, что именно вызвало Малый ледниковый период; теории предполагают, что это стало результатом совокупности факторов. Некоторые ученые исследуют другие причины, например, усиление вулканической активности, совпавшее по времени с минимумом Маундера.

В каком солнечном цикле мы находимся сейчас?

В настоящее время идет 25-й солнечный цикл, который начался в декабре 2019 года. Учет солнечных циклов ведется с 1755 года, когда начался 1-й цикл.

Некоторые циклы достигают максимума с огромным количеством пятен и высокой активностью. Другие могут быть очень спокойными. Так, 24-й цикл отличался крайне низкой солнечной активностью.

Смотрите также:

Что такое земные приливы? Удивительное гравитационное влияние Луны на твердую оболочку Земли http://kupidonchik.org/chto-takoe-zemnyie-prilivyi-udivitelnoe-gravitatsionnoe-vliyanie-lunyi-na-tverduyu-obolochku-zemli/.

Интересности на тему: Идеи свадебных подарков: что стоит покупать, а чего лучше избегать

Классные советы в статье "Погода по Луне: действительно ли фазы Луны могут предсказывать погоду?" здесь.

Поскольку циклы могут накладываться друг на друга, предсказать начало нового бывает непросто. Однако существуют определенные признаки.

• Например, ближе к концу цикла солнечные пятна обычно образуются ближе к экватору Солнца (а в начале нового — на более высоких широтах).
• Ученые измеряют солнечные циклы, отслеживая количество появляющихся пятен и отмечая их расположение.
• Считается, что новый цикл начался, когда пятна начинают группироваться на высоких широтах, а магнитная полярность ведущих пятен противоположна полярности пятен предыдущего цикла.

Будет ли 25-й солнечный цикл спокойным или бурным? Читайте прогнозы для 25-го солнечного цикла.