Солнце и солнечная активность имеют решающее значение в жизни человечества и всей Земли. В повседневной жизни мы этого не замечаем, обращая внимание на другие проблемы: экономические кризисы, социальные неурядицы, военные конфликты и тому подобное. Но стоит Солнцу лишь немного изменить «рабочие настройки» - и влияние солнечной активности на биосферу станет очевидным. Именно поэтому состояние солнечной активности является предметом постоянного изучения учёными.
Теория солнечной активности
Казалось бы, какая может быть у Солнца активность - светит себе и светит. Однако не стоит забывать, что Солнце это по сути огромный и не прекращающий работу термоядерный реактор, состоящий из раскалённых газов. Поэтому проявление солнечной активности может быть разнообразным, но при этом так или иначе связанным с магнитным полем данной звезды. Фактически любое изменение солнечной активности связано с перепадами магнитного поля Солнца. Знаменитые солнечные пятна представляют собой участки поверхности Солнца, в которых более сильное магнитное поле ведёт к определённому снижению температуры солнечного вещества. Именно из-за разницы температур солнечные пятна имеют более тёмную окраску.
В настоящий момент наука лишь приблизительно может описать механизм функционирования Солнца, поэтому проявления его активности остаются во многом необъяснёнными.
До сих пор нет точных сведений о том, как солнечные пятна с сильным магнитным полем связаны с корональными выбросами массы и солнечными вспышками. Зачастую вспышки и корональные выбросы взаимообусловлены и сопровождают друг друга. Но нередко одно явление происходит самостоятельно. Между тем именно вспышки на Солнце и корональные выбросы массы привлекают наибольшее внимание человечества. Принято считать, что влияние солнечной активности на Землю выражается именно в этих явлениях: оказавшиеся в космосе частицы Солнца направляются к Земле и приводят к геомагнитным возмущениям.
Цикличность солнечной активности
Постепенно, с ходом наблюдений за Солнцем, исследователи обнаружили, что звезде присуще периодическое изменение солнечной активности. Для таких изменений характерны повторяющиеся через примерно равные промежутки времени перепады в интенсивности появления и исчезновение солнечных пятен, вспышек на Солнце и корональных выбросов массы. Разумеется, учёные сразу же задались вопросом, чему равен период солнечной активности. И обнаружилось, что периоды солнечной активности имеют различную продолжительность.
Если говорить о магнитном поле Солнце, то выяснилось, что за 22 года светило меняет знак своего магнитного поля на 360 градусов. То есть, условно говоря, в первый год цикла длительностью в 22 года магнитное поле имеет знак «минус», к середине цикла меняет его на «плюс», а к последнему году снова имеет «минус». Циклы солнечной активности могут быть и гораздо дольше. Например, часто упоминают столетний или вековой цикл солнечной активности - при том, что его реальная продолжительность может составлять от 70 до 100 лет (чаще всего он длится примерно 87 лет).
Более того: циклический период солнечной активности может составлять около двухсот, двух тысяч трёхсот и даже шести тысяч лет. В каждом периоде фиксируются собственный максимум солнечной активности и минимум солнечной активности.
Пики солнечной активности выражаются в формировании наибольшего количества солнечных пятен, в увеличении интенсивности корональных выбросов массы, вспышек на Солнце и общего увеличения температуры звезды.
Существует ли единый индекс солнечной активности
Таким образом, знание циклических закономерностей жизнедеятельности Солнца, можно составить примерный график солнечной активности, на котором будут указаны наиболее вероятные моменты максимальной и минимальной активности. Тем более, что минимальные циклы изучены довольно хорошо - например, 11-летний цикл солнечной активности, являющийся основной единицей измерения и анализов в расчётах учёных. Так как 11-летний цикл является половиной цикла продолжительностью 22 года, то очевидно, что главным содержанием его является смена знака магнитного поля Солнца на противоположный. То есть магнитное поле постепенно меняет свой заряд с «плюса» на «минус» или с «минуса» на «плюс».
Развитие 11-летнего цикла происходит следующим образом: в течение примерно четырёх первых лет идёт активное увеличение количества солнечных пятен. Затем в течение оставшегося времени солнечная активность снижается и число солнечных пятен уменьшается, пусть и гораздо медленнее, пока не придёт примерно к начальному показателю. За это время знак магнитного поля Солнца уже успевает смениться на противоположный. В 2009 году начался 24-ый цикл солнечной активности. Такая нумерация ведётся с 1755 года и учитывает все циклы, в ходе которых магнитное поле Солнца меняло свой знак. Эти циклы не всегда составляют ровно 11 лет, бывали случаи значительных отклонений продолжительности как в меньшую, так и в большую сторону.
Для определения уровня активности используются различные индексы солнечной активности, чаще всего используют тот, который связан с одиннадцатилетним циклом. Данный цикл часто называют циклом Вольфа, как и число Вольфа - усреднённое количество подсчитанных за период времени солнечных пятен. Обычно вычисляют среднее число Вольфа за год - это и считается наиболее распространённым индексом солнечной активности. При этом существуют и другие индексы, основанные на измерениях иных характеристик Солнца: мощности рентгеновского излучения солнечных вспышек, интенсивности и скорости движения ионизированных частиц «солнечного ветра» и так далее.
