Минимум изнутри: Причины падения

Небывало спокойный минимум солнечной активности, наблюдавшийся в последние годы (читайте о нем: «На дне»), выражался в полном отсутствии на звезде даже крохотных пятен – по нескольку месяцев ее поверхность оставалась совершенно невозмутимой. Из 366-ти дней 2008 г. 266 дней на Солнце было не просто мало пятен – их не было вовсе. Это большая редкость даже для глубоких спадов обычной 11-летней циклической активности Солнца, что заставило астрономов понервничать и дало массу поводов для дискуссий о природе этого явления. И вот, наконец, ответ найден.

Но для начала стоит напомнить, что солнечные пятна представляют собой темные области с пониженной (примерно на 1,5 градусов) относительно окружающей плазмы температурой. Именно в этих участках происходит выход на поверхность Солнца силовых линий внутренних магнитных полей звезды. Именно из них происходят наиболее значительные выбросы заряженных частиц в пространство – мощные потоки солнечного ветра, которые, встречаясь с верхними слоями земной атмосферы, порождают восхитительные полярные сияния (читайте: «Небесный телевизор»), а порой выводят из строя электростанции и линии электропередач, оставляя без энергии и связи целые города («Супервспышка!»).

Солнечные пятна постоянно наблюдаются астрономами аж со времен Галилея – т.е., с начала XVII в. Именно благодаря этим наблюдениям было показано, что число пятен меняется циклически, с периодом в 11 лет их количество то растет (что соответствует максимуму солнечной активности), либо резко падает (минимум). Пик 23-го с начала наблюдений цикла активности пришелся на 2001 г., а в районе 2008 г. Солнце вошло в глубочайший минимум – последний раз нечто подобное фиксировалось лишь в 1913 г. Лишь с 2009 г. звезда стала возвращаться «в норму», и сегодня мы можем наблюдать вполне обычный очередной, уже 24-й, цикл.

Итак, что же привело к тому, что несколько лет назад Солнце так надолго «растеряло» все свои пятна? Чтобы понять это, индийские исследователи, работающие под руководством Дибенду Нанди (Dibyendu Nandi), создали собственную теоретическую модель Солнца – и с помощью компьютера «прогнали» ее через 210 циклов активности. При этом они меняли один важный параметр, скорость меридианных (направленных с полюса на полюс) течений раскаленной плазмы, циркулирующих в верхних слоях звезды, в ее конвективной зоне.

Таким путем ученые показали, что быстрые меридианные токи в первой половине солнечного цикла, плюс их существенное замедление во второй половине ведут к особенно глубокому минимуму. Фактически, при этих условиях компьютерная модель показала активность, полностью соответствующую тому самому недавнему минимуму 23-го цикла. «Поразительно, как совсем небольшие изменения в динамике солнечной плазмы оказывают огромное воздействие», - говорит Дибенду Нанди.

Здесь нельзя не отметить, что в целом механизмы, определяющие течения плазмы в недрах Солнца, и влияющие на их скорости, остаются мало понятными. Меридианные течения направляются энергией вращающегося солнечного ядра в сочетании с небольшим температурным градиентом от более горячего экватора к более холодным полюсам звезды. Скорее всего, изменения в характере этих течений должны быть связаны с изменениями в этих базовых факторах и (или) с влиянием динамики солнечного магнитного поля.