Солнце балансирует на грани нового "ледникового периода"

Текущий вид Солнца (слева; снимок получен обсерваторией SDO 14 августа 2012 года) и вид Солнца вблизи максимума предыдущего солнечного цикла (справа; снимок получен обсерваторией SOHO 15 июля 2000 года)
Солнечная активность в 2012 году, ожидаемом году солнечного максимума, перестала расти и опустилась ниже уровня предшествующего 2011 года. Текущий уровень активности в 4 раза ниже максимальных значений, зафиксированных за 260 лет непрерывных наблюдений Солнца, и всего лишь на несколько процентов выше, чем во время последнего сбоя солнечной активности — минимума Дальтона. Такие выводы следуют из вспышечной активности Солнца и анализа чисел Вольфа — основного способа измерения и описания циклов солнечной активности.
2012 год ожидался не только любителями эзотерики, связывающими с ним завершение очередной, пятой, эры календаря Майя, но и профессиональными астрономами как год очередного максимума солнечной активности. То, что наша звезда каждые 11 лет переходит в состояние высокой активности, является одним из наиболее достоверных фактов о Солнце, подтверждающимся без исключений уже на протяжении 263 лет наблюдений. Именно столько времени назад, в 1749 году, в обсерватории г.Цюрих (Швейцария) начались ежедневные наблюдения солнечной активности, которые продолжаются и поныне. Всего за это время человечество прошло через 23 солнечных цикла, последний из которых достиг максимума на стыке 2000 и 2001 года, а завершился в декабре 2008 года. Со второй половины 2009 года на Солнце начал регистрироваться новый рост активности, то есть начался следующий, уже 24-й, цикл. При этом достигнуть пика своей активности Солнце, как нетрудно посчитать (2001 + 11), должно было именно в этом 2012 году.
Начало текущего цикла сопровождалось довольно серьезным сбоем. Наша звезда около трех лет (с середины 2006 по середину 2009 года) находилась в состоянии глубокого минимума, из которого, несмотря на все прогнозы, никак не могла выйти. За это время был обновлен или повторен целый ряд антирекордов солнечной активности: достигнуты минимальные в истории наблюдений средние значения скорости солнечного ветра; побит рекорд по суммарному числу дней без солнечных пятен и по самому длительному перерыву в пятнообразовательной деятельности Солнца; фактически до нуля упал уровень вспышечной активности. Такая длительная солнечная "зима" породила целый ряд прогнозов о характеристиках будущего солнечного максимума, среди которых можно было выделить как минимум два противоположных сценария.
Согласно первому, Солнце должно высвобождать в каждом цикле примерно равное суммарное количество энергии. Соответственно, если активность Солнца была подавлена на несколько лет, то в последующие годы темп энерговыделения должен компенсировать это отставание, то есть быть заметно выше среднего. Исходя из этого, можно было ожидать, что фаза роста нового цикла будет необычно быстрой; при этом, "разогнавшись", Солнце на пике могло достигнуть исключительно высоких значений активности.
Второй сценарий основан на наблюдениях, согласно которым за всю историю исследования Солнца на нем ни разу не регистрировалось предельно высоких максимумов. При этом, однако, было зарегистрировано как минимум два исключительно глубоких спада активности. Первый из них был измерен непосредственно: это так называемый минимум Дальтона, в котором Солнце находилось во время своего пятого и шестого цикла (с 1784 по 1810 годы). Второй минимум известен из косвенных данных (из ранних наблюдений астрономов любителей и методов радиоуглеродного анализа) и является наиболее известным из всех. Это так называемый минимум Маундера, продолжавшийся с 1645 по 1715 год, то есть более полувека, и совпавший с наиболее холодной фазой так называемого малого ледникового периода. Поскольку минимумы Маундера и Дальтона весьма близки (их разделяет менее 100 лет), часто считается, что более поздний минимум Дальтона является как бы эхом (второй волной) от минимума Маундера. После этого на протяжении следующих 200 лет наблюдений Солнце работало как часы. Так вот, второй сценарий развития солнечной активности в новом цикле как раз предполагал, что исключительно глубокий провал солнечной активности в 2006-2009 годах может быть предвестником нового крупного сбоя продолжительностью не менее нескольких солнечных циклов, то есть от 25 до 100 лет.

Все солнечные циклы с 1 по 24. По оси X показано время от начала цикла в годах. По оси Y — уровень активности в числах Вольфа. Цветами выделены: (1) красным — рекордный по активности 19-й солнечный цикл (1954-1964 гг); (2) зеленым — уровень активности во время минимума Дальтона (цикл 4 с 1784 по 1798 гг и цикл 5 с 1798 по 1810 гг); (3) желтым — текущий 24-й солнечный цикл, начавшийся в 2009 году.
Хотя в настоящее время в прессе все еще обсуждаются апокалипсические сценарии, согласно которым "Солнце в сентябре-декабре 2012 года сожжет Землю", анализ вспышечной активности и так называемых чисел Вольфа, которые характеризуют число пятен на Солнце, показывает, что сценарий экстремально высокого солнечного цикла на Солнце не реализовался. Зато все более вероятным становится второй сценарий — экстремально слабого солнечного цикла, сравнимого по уровню с минимумом Дальтона. Так максимальное месячное число Вольфа, зарегистрированное в этом году, составляет всего W=69.0 (достигнуто в мае 2012). Для сравнения во время рекордного за последние 260 лет солнечного цикла № 19 в его максимуме был достигнут уровень W=253.8, то есть в 3.7 раз выше, чем в нынешнем пике. Таким образом, до рекордной активности Солнцу еще очень далеко, тогда как до уникально низких значений активности, напротив, осталось совсем немного. Действительно, во время цикла № 5 (начало минимума Дальтона) наивысший уровень активности равнялся W=62.3, а во время следующего цикла № 6 максимум был зафиксирован на уровне W=96.2. Это всего на несколько процентов ниже (а для цикла № 6 даже выше), чем текущий уровень, регистрируемый на Солнце. Более же низких солнечных циклов за 260 лет не наблюдалось.
Таким образом, Солнце хотя еще и не перешло в состояние нового глобального сбоя активности (для таких выводов недостаточно трех прошедших лет), но очень опасно балансирует на этой грани. Следует отметить и еще один важный факт: с 2011 года солнечная активность перестала расти. Пик чисел Вольфа был достигнут не в текущем году (годе ожидаемого максимума), а в ноябре 2011 года, когда составил W=96. Таким образом, активность Солнца в этом году почти на 50% ниже, чем в предыдущем. При этом с марта 2012 солнечная активность уже почти полгода стабилизирована на уровне W=64-69, равном уровню минимума Дальтона.
В отличие от солнечных пятен, которые профессионально измеряются с 1748 года, непрерывные данные о солнечных вспышках доступны только, начиная с 1996 года. Это не позволяет сравнить текущий цикл со всеми предшествующими, но дает возможность для его сравнения с предыдущим (цикл № 23). В частности, за три года перед максимумом 23-го цикла (с 1999 по 2001 год, включительно) было зарегистрировано 30 вспышек высшего класса X, в том числе одна вспышка уровня X20 (предельное значение, после достижения которого измеряющая аппаратура спутника зашкаливает), а всего за 23-й солнечный цикл зарегистрировано 125 вспышек балла X. Если же посмотреть на текущий цикл, то за три прошедших года произошло только 14 вспышек X (8 в 2011 году и 6 в текущем).
По видимому, решающим для понимания того, куда же движется наша звезда, станет вторая половина текущего года, в течение которой станет ясно, появился ли у Солнца восходящий тренд или наша звезда застыла на текущем уровне, либо даже начала падать к еще более низким значениям. Если текущий уровень активности не будет существенно (в 1.5 - 2 раза) повышен уже в ближайшие 6-12 месяцев, то это будет означать, что Солнце проходит через один из самых низких в истории солнечных циклов, которые до этого регистрировались лишь во время длительных сбоев активности, почти неизбежно сопровождающихся резкими изменениями климата Земли.